[물리실험]당구의역학(이차원충돌)

소개글

영남대학교 일반물리실험 A+받은 보고서 입니다.
예비보고서와 함께 결과도 함께 있습니다.

목차

1.실험목적
2.실험도구
3.실험이론
4.실험방법
5.실험결과
6.토의

본문내용

1) 실험 목적
두 개의 물체를 충돌시켜 충돌 전후의 속력을 측정함으로써 충돌 전후의 선운동량을 비교하여 선운동량 보존법칙을 이해한다

2) 실험도구
공기 테이블, 속이 비어 있는 원판 2개, 수평기, 인터페이스, 송풍기

3)원리 및 이론적 배경
정지하고 있는 질량 m2인 물체가 속도가 v1으로 충돌하면 이 입자는 충돌 후 그림 1과 같이 운동한다.
이 충돌에서 외력은 0이므로 선운동량은 보존된다. 즉,
이다.
위 식의 입사방향을 x축, 이와 직각방향을 y축으로 하는 좌표계에서 성분으로 표시하면 x 성분 : m1v1 = m1v1`cosθ1+ m2v2`cosθ2
y 성분 : 0 = m1v1`sinθ1 - m2v2`sinθ2 이다.
또 이 충돌을 탄성충돌이라면 충돌 전후의 계의 운동에너지가 보존되어야 하므로

실험 방법
①밑에서와 같이 이차원 충돌 장치를 실험대 위에 한 쪽 끝에 c 형 클램프로 고정하고, 똑같은 두 개의 강철구를 준비하여 하나는 입사구로, 또 하나는 표적구로 사용한다.

② 굴림대의 일정한 높이에서 구슬를 놓아 굴렸을 때, 표적구의 받침 나사에 부딪치지 않고 또 충돌시에 두 구의 중심이 일치되도록 표적구의 받침나사의 높이를 조절한다.

③ 먹지를 바닥에 깔고 그 위에 종이를 포개어 움직이지 않도록 추로 고정시킨다. (그림에서와 같이)

④ 충돌 직전의 입사구의 위치 바로 밑에 실로 추를 매달고, 그 추가 가리키는 곳을 표시한다.

⑤ 표적구 없이 입사구를 일정한 높이의 기준점에서 굴러내려 떨어진 장소와 수직기 끝점이 지시하는 지점과의 수평거리를 5회 측정한다. 이 때 입사구의 수평도달거리가 입사구의 충돌 전의 속도로 한다. 즉, 입사구가 미끄러져 내려와 실험대 위를 떠날 때 구슬의 속도 는 그 때 실험대의 높이와 수평도달거리를 측정하여 다음과 같은 관계로 구할 수 있다.

참고 자료

없음