선운동량 보존 법칙

2. 각각의 충돌실험에서 역학적 에너지가 보존되는지 보이시오. 완전 비탄성 충돌실험의 경우 충돌 후 에너지 손실율을 계산하시오. (1)a～d 실험까지는 완전 탄성 충돌이므로 역학적 에너지가 보존된다. 하지만 실험에서는 오차로 인해 역학적 에너지가 보존되는 것을 보이기가 힘들다. b 실험이 상대적으로 오차가 적으니 b실험에서 역학적 에너지가 보존됨을 보이겠다. 역학적 에너지 ½m1υ12 = ½m1υʹ12 + ½m2υʹ22 m1 = m2 이므로 υ12= υʹ12 + υʹ22 b 실험에서 속도 υʹ1은 0이고 υ1과 υʹ2 는 거의 비슷하므로 역학적 에너지가 보존된다고 볼 수 있다. e 실험에서는 역학적 에너지가 보존되지 않는다. (2) e 실험에서 에너지손실율을 계산해 보면, 대략 58 % 의 에너지 손실이 발생한다. 결론 및 검토 대체로 실험이 잘 이루어졌으나 상대오차가 간혹 큰 실험이 있었다. 오차가 발생한 원인을 분석해 보면, 실험장치의 평형이 잘 이루어지지 않았고, 활차에 나사가 돌출된 부분이 있어서 마찰을 발생 시켰다. b 실험에서는 평형장치를 제대로 맞추어서 오차가 상대적으로 적었다. c 실험에서는 활차에 추를 한쪽 부분에만 달아놓았기 때문에 한쪽으로만 무게가 쏠려서 오차가 발생하였다. d 실험에서는 무게가 같은 추를 양쪽에 한 개씩 올려놓았기 때문에 한쪽으로 무게가 쏠리지 않게 되어 오차가 c실험에 비해 적게 발생하였다. 오차를 하나하나 계산함으로써 의외로 오차라는 것이 무시할 정도의 작은 것이 아님을 알게 되었다. 더 나은 실험결과를 얻기 위해서는 조그마한 오차라도 그냥 넘기지 말고, 그러한 오차가 왜 발생하게 되었는가를 자세하게 검토함으로써 더 중요한 것을 발견할 수 있는 정신이 필요한 것 같다.