[자연과학] 일반물리학 실험 - 선운동량 보존(탄성충돌) 결과

20
20
22
충돌 후 표적구 수평거리
21.5
18.9
17.3
충돌 후 표적구 각
43
43
45
1. 실험값 계산 (=220mm, =60)

구분
선운동량
성분
충 돌 전
충 돌 후
입사구
x
0.xxx
0.01
y
0
0.0062
표적구
x
0
0.072
y
0
0.0042
계
x
0.xxx
0.xxx2
y
0
0.xxx4

6. 오차해석
선운동량 보존법칙이란, 계에 작용하는 외력의 합이 0이면 계에 속한 물체들의 선운동량을 모두 합한 총 선운동량은 변하지 않고 일정하게 유지된다는 것이다. 그런데 실험 결과 오차가 발생하였다. 이 오차가 발생한 원인에는 여러 이유가 있다. 먼저, 첫 번째는 완전한 수평을 맞추지 못한다는 것이었다. 그래서 x축과 y축 성분을 측정하는데 영향을 미쳤다. 그리고 이번 실험에서도 마찬가지로, 실험도중 발생하는 여러 마찰력이 이 실험에 영향을 주었다. 예를 들면, 입사구가 미끄러져 내려오는 동안 클램프와의 마찰력에 의해 운동량이 감소했기 때문에 운동량에 영향을 미친 것과 두 쇠구슬의 충돌 때 발생한 마찰력이 그 예이다. 그렇기 때문에 외력이 작용하므로 운동량이 보존되지 않는다. 또한 입사구의 높이를 정확하게 측정하지 못해 처음의 운동량을 세밀하게 알지 못한 것 또한 실험에 미묘한 영향을 미쳤다고 생각한다. 무엇보다도 실험 내내 입사구가 표적구를 올려놓는 받침대에 계속해서 걸리는 현상이 일어났는데, 이것이 실험에 매우 큰 영향을 미쳤다고 생각한다. 입사구가 처음에 갖고 있었던 운동량에 영향을 미친 것은 물론, 입사구의 방향성에도 영향을 주어 표적구와 충돌할 때 이론과는 매우 다른 결과를 초래했다. 이러한 요인들 때문에 오차가 발생했다고 생각한다.

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