선운동량 보존 실험 (이차원 충돌 실험) 결과보고서

소개

관찰 및 결과 데이터는 과목 수강생 공통으로 제공받은 데이터로 작성하였습니다.

목차

1. 실험제목

2. 실험목적

3. 실험이론

4. 관찰 및 결과
4-1. 질량이 같은 쇠구슬들의 충돌 실험
4-2. 질량이 다른 쇠구슬들의 충돌 실험

5. 분석 및 결과
5-1. 질량이 같은 쇠구슬들의 충돌 실험
5-2. 질량이 다른 쇠구슬들의 충돌 실험
5-3. 오차 발생 원인
5-4. 생각해보기

6. 결론

7. 참고문헌

본문내용

1. 실험제목
선운동량 보존 실험

2. 실험목적
두 물체가 충돌할 때 충돌 전후에 (선) 운동량이 보존되는지를 관찰하고 확인한다.

< 중 략 >

5-3. 오차 발생 요인
실험 이론에 따른다면 운동량 보존 법칙에 따라 논리적으로는 충돌 전/후의 운동량은 동일한 값을 가져야만 한다. 하지만 실험 데이터 및 분석에 따르면 총 운동량의 값은 실험 이론과 일치하지 않은 값을 보였다. 충돌 전후의 차이 중 질량이 같은 쇠구슬 실험에서의 퍼센트 오차는 10.837%부터 10.263%, 그리고 질량이 다른 쇠구슬 실험에서 퍼센트 오차는 4.398%과 4.352%의 오차율을 가졌다. 그 이유로는 실험 도중 미세하게 생길 수 있는 요인들이 있다. 요인의 예로는 입사구와 표적구 쇠구슬의 질량을 잴 때 고정한 테이프가 있을 수 있고, 충돌 지점에서부터 먹지가 닿은 위치까지의 거리 측정 시 각도기와 자를 이용할 때 생기는 휴먼 에러와 매번 같은 높이의 위치에서 쇠구슬을 놓을 때 생기는 휴먼 에러, 쇠구슬이 이동하면서 생길 수 있는 공기 저항, 입사구부터 표적구까지 충돌장치를 지나면서 생기는 쇠구슬과의 마찰 등으로 인해 계 외부의 외력의 크기가 0 이라고 보기 어려울 수 있다.

< 중 략 >

5-4. 생각해보기
만약 같은 질량과 같은 속력을 가진 진흙으로 되어 있는 두 개의 공이 서로 정면충돌을 한다음, 딱 붙어버리고는 정지하였다고 가정한다면 운동에너지는 보존되지 않는다는 점을 알 수 있다. 이때 운동량은 이론과 같이 아무런 외력이 작용하지 않았기 때문에 운동량은 보존되었다고 보는 것이 가능하다.

참고자료

· 김창배 외 8 명. (2020). 대학물리학실험 79-89 쪽. 북스힐.
· 숭실대학교 물리학과. (2011). 일반물리실험 자료 선 운동량 보존 실험 안내서. (https://physics.ssu.ac.kr/web/physics/47)
· 두산백과. (n.d.). 완전탄성충돌. (https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1164036&cid=40942&categoryId=32229)
· 정갑수. (2012). 선운동량 보존법칙과 각운동량 보존법칙-세상을 움직이는 물리. (https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=2059873&cid=60218&categoryId=60218)
· 한국물리학회. (n.d.). 운동량 보존법칙-물리학백과. (https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3537163&cid=60217&categoryId=60217)