일반 물리 실험 예비 보고서

1. 선운동량 보존법칙 운동량을 P, 질량을 m으로, 속도를 v로 나타내면 운동량은 P=mv가 된다. 그리고 직선 위를 움직이는 운동량을 선운동량이라고 한다. 선운동량을 이용하여 뉴턴의 방정식을 표현할 수 있다. 이 식에서 만일 물체에 작용하는 힘이 영이면(또는 작용힘의 합이 영이면, F=0이면) 운동량의 시간에 대한 변화율가 영이므로 선운동량 P는 시간이 지나도 바뀌지 않는다. 이것을 선운동량 보존법칙이라고 한다. 선운동량 보존법칙이 식으로는 (: 두 물체의 질량, , : 두 물체의 초기속도 , : 두 물체의 나중속도, , : 충돌전후의 운동량) 로 나타낼 수 있다. 1) 질량이 똑같고 한 물체가 정지한 경우 특별히 관심을 끄는 잘 알려진 경우는 당구공 상이의 충돌이다. 충돌 전의 한 물체가 정지해 있는 질량이 똑같은 물체와 일차원 충돌을 하는 경우를 고려해 보자 당구공 사이의 충돌은 거의 탄성이기 때문에, 탄성 충돌로 가정하여 기술할 수 있다. 간단히 하기 위해서 회전 효과를 무시한다. 이 결과는 첫 번째 공은 정지하고 두 번째 공은 첫 번째 공의 처음 속도로 움직임을 의미한다. 식(5.1)과 (5.2)는 과 일 때도 성립한다. 하지만, 이것은 처음 조건과 같기 때문에 충돌이 일어나지 않는 경우에 해당하므로 의미가 없다. 2) 질량이 서로 다르고 둘 다 움직이는 경우 이제는 두 물체가 모두 움직이고 질량이 서로 다른 일반적인 경우를 고려해 보자. 두 물체의 질량과 처음 속도를 알고 있다면 충돌 후의 미지의 속도를 구할 수 있다. 그 값을 구하기 위해서는 식 ---- (5.3) 과 식 ---- (5.4) 을 동시에 풀어야 한다.