물리실험보고서 - 탄성 및 비탄성 충돌

소개글

물리실험보고서 - 탄성 및 비탄성 충돌에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

0g 의 질량중심
35.0 cm
= 진자+추 50g+구슬의 질량중심
35.5 cm
= 진자+추 100g 의 질량중심
37.4 cm
= 진자+추 100g+구슬의 질량중심
37.8 cm
실험1) 초속도 구하기
횟수
1
2
3
4
5
평균
42
42
42
41
414
41.6
49.25 cm/s
실험2) 완전비탄성충돌
이론값
실험값
횟수
1
2
3
4
5
평균
4907.60
4993.05
오차
42
42
42
41
43
42
1.74%
횟수
1
2
3
4
5
평균
1990.88
2431.69
오차
20
20
20
20
20
20
22.14%
횟수
1
2
3
4
5
평균
1949.43
1387.93
오차
13
12
12
12
12
12.2
28.80%
실험3) 탄성충돌
이론값
실험값
횟수
1
2
3
4
5
평균
14766.00
7065.60
오차
62
62
62
63
63
62.4
52.15%
횟수
1
2
3
4
5
평균
9589.07
2808.89
오차
23
23
23
25
23
23.4
70.71%
횟수
1
2
3
4
5
평균
7030.18
2339.76
오차
15
14
18
20
17
16.8
67.57%
(6) 분석 및 토의
이번 실험에서는 구슬을 쏘아 진자에 부딪치게 한 뒤 충돌의 종류에 따라 에너지가 나타나는 양상을 살펴보았다. 완전 비탄성 충돌에서는 구슬을 쏘아 진자에 박혀 같이 움직이도록 했는데 이때 진자가 올라간 각도를 측정하여 운동량보존 법칙을 적용해 초속도 및 물체가 가진 에너지를 계산했다. 여기에서 주목할 점은 탄성충돌과 비탄성충돌의 차이, 또 이론값은 실질적으로 최저점에서 운동에너지를 의미하고 실험값은 최고점에서 위치에너지를 이용하는데 에너지 보존이 성립함에 따라 잘 보존 되는지 여부이다. 실제로 실험 뒤 우리는 먼저 탄성 충돌과 비탄성충돌을 비교해 보았다. 탄성충돌에서는 떨어지는 구슬의 에너지도 측정해야 정확히 에너지를 비교할 수 있지만 그를 제외한다고 해도 에너지의 차이가 탄성충돌에서 월등히 높았기 때문에 완전비탄성 충돌에서 상대적으로 에너지를 많이 손실함을 알 수 있었다. 그러나 말했듯이 이론값과 측정 같은 에너지 보존법칙에 의해 같아야 했는데 생각보다 꽤 큰 오차가 발생했다. 이는 모든 오차의 기본이 되는 공기저항 때문이라고 말 할 수 있겠다. 에너지가 보존되기 위해서는 보존력 외의 외력이 작용해서는 안 되는데 장력, 중력 외에 공기저항이 존재했기 때문에 진자가 올라가면서 에너지가 감소했을 것으로 보인다. 또한 진자를 지탱하고 회전하게 하는 윗부분을 제대로 고정하지 않아 진자가 상승할 때 조금 움직이면서도 에너지가 손실 된 것으로 보인다. 하지만 반대로 실험값이 더 큰 경우 즉 위치에너지로 전환되면서 에너지가 증가한 것처럼 보이는 경우도 나왔는데 이는 우리가 측정할 때 정한 값을 관측하지 못한 것으로 보인다.
(7) 참고문헌
- 일반물리학 실험/총경희 외 5명/청문각/2005
- 공대생을 위한 일반물리학/이춘우 외 3명/BM Books/2008
- 하이탑 물리2/김종권, 이강석/두산동아/2002

키워드

탄성 ,   비탄성 충돌,   운동량 보존법칙,   에너지 보존법칙