[물실(물리 실험)] 07.충돌 및 운동량 보존 : 충돌하는 두 물체의 운동을 통하여 선운동량이 보존됨을 확인하고, 역학적인 에너지도 보존됨을 확인한다

소개글

[물실(물리 실험)] 07.충돌 및 운동량 보존 : 충돌하는 두 물체의 운동을 통하여 선운동량이 보존됨을 확인하고, 역학적인 에너지도 보존됨을 확인한다에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.실험제목

2.실험목적

3.이론

4. 실험 방법

5. 실험결과

6. 분석 및 토의

7. 참고문헌

본문내용

외력을 없애면 운동량은 보존되고 계산시 글라이더만을 고려할 수 있다.
지난 실험에 이어 이번 실험은 지금까지의 실험 중 최고 오차를 기록했다. 가장 처음의 실험 A에서부터 6.61%를 기록하더니 실험 C에서는 38.05를 기록하였다. 조교님께서 이번 실험은 원래 오차가 크다고 말씀하셨지만 40%에 육박하는 오차는 꽤나 당황스러웠다.
이번 실험에서 주의해야 할 사항은 두 가지였다. 먼저 글라이더를 운동시킬 때 힘을 많이 주어서는 안 되었다. 에어 서플라이와 에어 트랙과 같은 실험기구를 사용하는 이유는 에어를 공급하여 마찰을 0이 되게 하려 함인데 만약 힘을 많이 주어 충돌시킬 경우 충돌 과정에서 마찰에 의한 손실이 생기기 때문이 아닐까 생각한다. 또한 속도와 운동량은 크기와 방향을 갖는 벡터량이므로 기록 및 계산시 부호를 생각해 주어야 했다.
이번 실험에서 오차를 발생시키는 원인은 크게 네 가지로 생각해볼 수 있다. 먼저 가장 큰 원인은 글라이더간의 질량 차이이다. 오차가 너무 크게 나와서 중간에 조교님께 말해 글라이더를 교체해 실험하였으나 그것은 실험 F, G, H이고 실험 A~E 는 두 글라이더 간의 질량이 3g이 차이가 났다. 질량 말고도 이것저것 고려해야 할 오차요인들이 많은데 운동량 보존 법칙에 직접적으로 영향을 주는 질량에서 이미 차이가 나서 오차가 그렇게 크게 나왔던 듯하다. 또한 조교님께서 글라이더끼리 세게 부딪히지 않도록 하라고 하셨는데 아무래도 조금 세게 부딪히게 했을지 모른다. 그, 살살 이라는 강도가 주관적이어서 이것이 우리 조 실험에서 오차 요인이 되었을지는 모르겠지만 만약 그렇다면 이 또한 오차를 만드는 데 공헌을 했을 것이다. 그것이 아니더라도 이번 실험은 글라이더를 운동시키는 과정에서 사람의 손을 많이 타는 실험이었기 때문에 오차가 많이 났을 것이다. 마지막으로 두 글라이더 중 한 글라이더는 정지해 있고 다른 글라이더가 운동하는 실험들에서 에어 서플라이 때문에 글라이더가 정지해 있지 않고 약간 운동을 하고 있었다. 에어트랙을 이용했던 다른 실험에서처럼 자를 이용해 멈추어 놓기는 했지만 이 과정에서 자를 통해 힘이 작용했을 수 있다.
이번 실험은 외력을 0이 되게 했다고 가정하고 실험 및 계산을 했지만 진공상태나 특별한 경우가 아닌 한 외력이 0이 될 수 없으므로 이번 실험에서도 사실은 외력이 작용했다고 볼 수 있다. 이러한 상황에서 충돌 전과 충돌 후의 운동량이 다르다면 충돌 과정에서의 손실을 생각해 운동량은 작아지는 게 이론상 맞으나 실험 D와 E, G는 어찌 된 일인지 운동량이 증가하는 모습을 보였다. 계 내에서 딱히 글라이더에 일을 해 줄만한 외력은 작용하지 않았으므로 운동량의 증가는 측정 과정에서 오차가 생겼거나 손, 에어 서플라이의 에어 등에 의해 미세한 힘이 작용했을 거라고 생각한다.
7. 참고문헌
-형설출판사, 일반물리학 실험. 한성철 외 7인 공저. 2008년
-이룸이앤비, 숨마쿰라우데 물리1. 이광복 외 4인. 2006년
-형설출판사, 일반물리학. 이영재 외 9인 공저. 2007년(재판)

키워드

물리 실험,   충돌,   물체의 운동,   역학적인 에너지 보존,   실험,   운동량보존 ,   에너지 보존,   선운동량