[자연과학] 물리와 실험 - 탄성과 비탄성충돌

물리와 실험 - 탄성과 비탄성충돌

1.실험제목
-탄성과 비탄성충돌

2.실험목적
-구슬과 진자 간의 충돌을 관찰하여 탄성충돌과 비탄성충돌이 일어날 때 역학적 에너지 보존법칙과 운동량 보존법칙이 어떻게 적용되는지 이해한다.

3.관련이론
1)초속도구하기
구슬의 초속도 v는
이다. 그러므로, 이 식에서 와 , , 을 알면 초기속도 를 알 수 있다.
2) 완전비탄성 충돌
구슬과 진자의 완전비탄성 충돌에서 충돌전의 계 전체의 운동에너지는
(1)

충돌 후의 진자의 에너지는
(2)

이다. 따라서 식(1)과 식(2)를 비교하여, 충돌 전후의 계 전체의 운동에 너지는
로 보존되지 않는 것을 알 수 있다.

3) 완전탄성충돌
구슬과 진자가 충돌하는 완전탄성충돌의 경우, 운동전후에 계 전체의 운동량과 운동에너지가 보존된다. 따라서
(3)
(4)
이다. 여기서,은 충돌 후 구슬의 속도이다. 식(11)과 식(12)에 의하여 진자 의 운동에너지는

임을 알 수 있다.

4.실험방법
1) 초속도측정
(1)진자의 아래쪽에 달려있는 질량추를 완전히 제거한다.
(2)진자의 각도측정 장치를 0도에 맞춘다.
(3)대포의 세기를 2단으…(생략)