아주대학교 물리학실험 충격량과 뉴턴3법칙 결과보고서

목차

1. 측정값

2. 결과

3. 토의
1) 질문에 대한 토의
2) 실험과정 및 결과에 대한 토의

4. 참고문헌

본문내용

이번 실험은 운동수레를 용수철과 고무에 충돌시켜 충격량이 운동량의 변화량과 같음을 확인하고, 운동수레 두 개를 충돌시켜 서로에게 미치는 힘이 같음인 뉴턴의 제3법칙을 확인하는 것이다. 먼저, 첫 번째 실험은 운동량 변화량과 충격량을 알아보는 실험으로 충돌수레는 약한 용수철을 향하여 밀어서 단위시간당 속도와 힘을 측정한다. 트랙 중앙에서 수레를 밀어서 수레의 충돌 전의 속도를 측정하는 순서에서 수레를 손으로 살짝만 건드려도 속도가 크게 측정되었다. 그래서 오차를 줄이기 위해 수레를 밀기 전에 트랙받침이 테이블스탠드에 밀착했는지 확인하고 힘 센서의 영점보정을 하고 트랙의 수평도 맞춰보며 운동센서의 방향도 연직방향에서 기울도록 조정하였다. 하지만 오차는 계속 생겨 최대한으로 속도를 작게 하여 실험을 하였다. 오차가 생긴 가장 큰 원인은 운동센서의 오작동으로 계기오차가 생겼다. 두 번째 실험은 작용 반작용의 법칙, 뉴턴의 제 3법칙을 확인하는 것이다. 두 개의 운동수레 위에 힘센서를 장착하고 한 쪽 힘센서에 용수철을 끼워서 충돌시켜 힘 대 시간 그래프로 나타내었다. 수레는 서로 반대 방향으로 운동하여서 F1와 F2의 힘 그래프의 방향도 반대로 측정되었고 그래프의 모양은 눈으로 보아 거의 같았다.
F1과 F2의 데이터로 엑셀을 이용하여 F1과 -F2그래프를 같이 그린 결과 처음에서 약간의 차이를 보였으나 그 이후로 같은 모양을 갖는다. 따라서 F1=-F2인 작용 반작용의 법칙을 실험으로 확인할 수 있었다. 세 번째 실험은 서로 다른 범퍼를 사용하여 충돌시간과 힘의 관계를 확인하는 것이다. 트랙받침 밑에 나무토막을 끼워서 트랙을 기울게 한 다음 운동수레가 힘 센서에 충돌하도록 하여 충돌 전, 후의 속도와 충돌시간과 힘을 측정하였다. 실험결과, 약한 용수철, 강한 용수철, 고무 범퍼의 충돌 전의 속도의 절댓값보다 충돌후의 속도의 절댓값이 감소한 것을 확인하였다.

참고 자료

아주대학교 출판부, 제 11판 “물리학 실험” 실험6