[자연과학] 일반물리학 - 탄동진자 실험

일반물리학 - 탄동진자 실험 1. 실험 제목 : 탄동진자 2. 실험 목적 탄동진자에 의하여 탄환의 속도를 구하고 운동량 보존 법칙의 성립을 확인한다. 3. 실험 원리 질량 인 탄동진자에 속도 , 질량 인 탄환을 수평방향으로 쏘면, 충돌 전의 탄 환의 운동량은 충돌 후의 진자(질량)의 운동량과 같아진다. 즉, 충돌 전후에 운동량이 보존된다. (1) 탄환이 박힌 진자가 속도 를 얻어 흔들려 진자의 무게중심(탄환포함)의 높이 가 최대가 되었을 때에는 그 운동에너지는 완전히 위치에너지로 변하게 될 것이므로 (2) 또는 (3) 따라서 (4) 여기서, 는 진자의 최고 높이로 (5) 여기서, 는 진자 끝에서부터 탄환과 진자의 질량중심까지의 거리이다. 즉, 식 (4)는 다음과 같이 정리된다. (6) 탄동진자를 테이블 가장자리에 고정하고 탄환을 수평으로 발사하여 땅에 떨어지게 되는 사정거리로부터 탄환의 초기속도를 결정한다. 탄환이 발사되어 땅에 떨어질 때까지의 시간을 라 하면 연직거리 는 (7) 수평거리 는 (8) 이므로, 를 소거하면 (9) 즉 를 측정하여 를 구하는 것이다. 4. 실험기구 탄동진자 종이와 먹지 버니어캘리퍼스, 미터자 발사구 연직추 5. 실험방법 ① 탄동진자를 테이블 가장자리로 위치시키고 진자가 충분히 연직방향인가를 확인한다. 각도 지시침을 진자와 접촉시켰을 때 지시침이 0을 가리키도록 한다. ② 발사체를 조절하여 진자의 끝과 발사체의 끝이 겨우 맞닿도록 조절한 후 조임 나사를 조인다. ③ 장전손잡이를 이용하여 발사체의 세기를 1단으로 조정한 후 탄환을 조심스레 발사체 안으로 넣는다. ④ 진자와 발사체가 맞닿는가를 확인하고 각도 지시침을 0으로 조절한다. ⑤ 방아쇠를 살짝 들어 올려 탄환을 발사시키고, 진자의 최고 높이 각도를 읽어 기록한다. ⑥ 이 과정을 5번 반복하여 기록하고, 발사체의 세기…
⑥ 이 과정을…