에어 트랙 (Air Track)

목차

1. 날짜
2. 조원
3. 제목
4. 목적
5. 이론
6. 장비
7. 실험방법

본문내용

FF GATE
ⅱ) 광감지기를 장치하고 활차에는 완전 탄성 충돌을 할 수 있도록
고무줄을 이용한다.
ⅲ) ma가 광감지기 "A"를 통과하는데 걸리는 시간과 mb가 광감지기 “B"를 통과하는데 걸리는 시간을 측정한다.
ⅳ) 위 실험을 5회 반복하고 속도를 계산한다.
ⅴ) 충돌 전과 충돌 후의 운동량 및 운동에너지를 구하여 운동량 및
운동에너지 보존에 대해서 논의한다.
B. Equal Masses, both gliders moving
ⅰ) 모든 실험방법은 A의 경우와 같이 하고, Counter/Timer의 Memory 는 on으로 한다.
ⅱ) 질량이 같은 두 활차를 두 광감지기 사이에서 충돌이 일어날 수 있도록 속도 조절을한다.
ⅲ) 충돌전의 통과 시간은 Counter/Timer의 현재 나타난 시간을 가르 키며, 충돌후 통과 시간을 빼주면 그것이 충돌후 통과 시간이 된다.
ⅳ) 속도를 변화시켜 5회이상 실험하고 운동량 보존에 대해서 논의한다.
C. different masses, one glider at rest
ⅰ) 미끄럼판이 수평이 유지되었는지 다시 확인한다.
ⅱ) ma, >mb 와 mb, >ma가 되도록 하여 각각 실험을 한다.
ⅲ) 결과에 대해서 논의하고 ma ≫ mb 와 ma ≪ mb에 대하여 예를
들어 생각하고 탄성충돌에 대한 종합적인 결과를 논의한다.
D. Inelastic collision
ⅰ) ma, < mb 가 되도록 하고 미끄럼판도 수평이 유지되도록 하고,
Counter/Timer의 Memory를 A실험처럼 off로 한다.
ⅱ) mb에 완전 비탄성 충돌용 고무를 부착하고,
광감지기 "A" 와 "B"사이에 정지시켜 둔다.
ⅲ) 알루미늄 판은 높이가 다른 것으로 사용하여 충돌후 시간 측정에
유의한다.
ⅳ) 속도와 질량을 변화하여 여러 번 실험을 하고, 운동량, 운동에너지, 총에너지 보존에 대해서 각각 알아보고 완전 탄성충돌과 비교한다
[ Mechanical Energy and its conservation ]
①실험원리
- 보전적인 경우에 계의 K(Kinetic Energy)가 ΔK만큼 변했다면
또한, U(Potential Energy)도 크기가 같은 반대 부호 양만큼 변하여 두 양의 변화의 합이 0이 된다. 즉
ΔK + ΔU = 0 ---------- (1)
이다. 따라서, 계의 전 운동을 통해서 K,U의 합이 일정하게 되도록 변화한다.
K + U = CONSTANT ---------- (2)
힘F 가 보존력이면 일-에너지 정리와 (1)에 의해
W = ΔK = -ΔU ----------- (3)
이고, 보존력인 경우 일 W는 운동의 처음과 마지막 점에만 의존하며
직선운동을 하는 경우,
ΔU = -W = -F(x)dx --------- (4)
이다. 즉, U(Potential Energy)가 위치만의 함수이므로(2)에 의해 일차원으로 단순화시킨 경우,
mv2 + U(x) = E (1-dimension)
로 쓸 수 있다.
이때, E를 역학적 에너지라 부르고 보존력에서의 E는 항상 일정한 값을 가지며 이를 역학적 에너지 보존법칙이라 한다.
본 실험에서의 역학적 에너지(M.E.)는 각각,
M.E(x) = mgh
M.E(x1) = m(v1)2
M.E(x2) = m(v2)2
이다.
②실험방법
ⅰ) 미끄럼판을 수평으로 유지한 후 약간 기울이도록 장치한다.
ⅱ) h, h1, h2를 측정하고 x1, x2에서 속도 v1, v2 구하여 역학적
에너지(M.E.)를 x, x1, x2에서 각 각 구한다.
ⅲ) 위치를 바꾸어 여러 번 실험한다.
ⅳ) 위치에너지와 운동에너지를 그래프로 나타내고, 역학적 에너지가 보존되는지 확인한다.

키워드

에어 트랙,   air track,   병진운동,   진동운동,   운동량 보존법칙