[일반물리실험] 탄환의 속도 측정 결과보고서 (이론,결과,오차 다수/A+)

목차

1. 실험 목적

2. 실험 개요

3. 실험 이론 및 실험 원리
1) 탄동진자를 이용한 탄환의 속도 구하기
2) 포물체 운동의 수평도달거리를 이용한 탄환의 속도 구하기

4. 실험 기구

5. 실험 방법

6. 실험결과

7. 결과분석

8. 토의

9. 결론

본문내용

1. 실험 목적
탄동진자를 이용하여 탄환의 발사속도를 측정한다. 그리고 이 과정에서 적용한 선운동량 보존법칙과 역학적 에너지 보존법칙을 이해한다.

2. 실험 개요
탄동진자를 이용하여 탄환의 발사장치에서 발사되는 탄환의 발사속도를 측정한다. 탄동진 자는 막대 모양으로, 한쪽 끝은 탄환과 완전비탄성 충돌하도록 만들어진 탄환받이가 있으며 다른 쪽 끝은 회전축에 매달려 자유롭게 회전할 수 있는 장치이다. 탄환을 이 탄동진자에 입사시키면, 탄환이 박힌 탄동진자는 회전축에 대하여 회전하여 회전의 정점에서 일시적으 로 정지하게 된다. 이러한 충돌과정과 충돌 후 관찰되는 운동 상태에 대해, 선운동량 보존법 칙과 역학적 에너지 보존법칙을 적용하여 탄환의 발사 속도를 알아낸다. 한편, 탄환의 속도 의 참값을 얻기 위하여 탄환을 포물체 운동시키고 수평도달거리를 측정함으로써 탄환의 발 사속도를 구한다. 탄동진자를 이용하여 얻은 탄환의 속도를 실험값으로 하고, 포물체 운동을 해석하여 얻은 탄환의 속도를 이론값으로 하여 두 값을 비교하여 그 일치를 확인한다. 이 과정에서 탄동진자를 이용하여 탄환의 속도를 측정하는 방법이 옳음을 확인하고, 이를 통해 서 충돌과정에서 선운동량이 보존되는 것과 보존력장하에서 역학적 에너지가 보존됨을 확인 한다.

3. 실험 이론 및 실험 원리
탄동진자를 이용한 탄환의 속도 구하기
완전 비탄성 운동을 가정한 상태로 한 물체가 정지한 물체에 충돌한다고 생각해보자. 외 력이 내력에 현저히 작기 때문에 외력은 없다고 상정할 수 있고 충돌과정에서 충돌하는 두 물체로 이루어진 계의 총 선운동량은 보존된다. 따라서 충돌 전 부딪혀오는 물체의 운동량 은 충돌 후 운동량과 동일하다. 두 물체의 질량을 M,m , 충돌 전 속도를 v, 충돌 후 속도를 V 이라고 할 때 아래의 식이 성립한다 .

참고 자료

일반물리학 북스힐 126p