물리학실험 충격량과 뉴턴제3법칙 결과보고서입니다.

소개글

2009년 2학기 A+맞은 보고서입니다.

목차

1.측정값
2.실험값 계산 및 결과
3.질문에 대한토의
4.종합토의

본문내용

[2]토의
1.질문에 대한 검토
(1)실험 1에서 운동량 변화량과 힘의 적분의 관계는 기대한 것과 가까운가?
→비슷하다. 이번 오차에서는 계산 값과 적분 값의 상대오차가 9.2%로 나타난 것으로 보아 이번 실험에서 나타난 운동량 변화량과 힘의 적분은 똑같지 않지만 비슷하다고 볼 수 있다.
(2)충돌 전 또는 충돌 후의 속도 대 시간의 데이터에서 수레와 트랙의 마찰계수를 예측할 수 있는가?
→예측가능하다. 일-에너지 정리 즉, 물체에 작용한 알짜힘이 물체에 한 일은 운동에너지 변화량과 같다는 것을 이용하여 구할 수 있다. 충돌 전 운동에너지는 곧 충돌 후 운동에너지와 마찰시 생긴 에너지의 합과 같다는 것이다. 이를 식으로 표현하면 다음과 같다.
이때, 속도 대 시간 데이터에서 를 알 수 있고, s는 충돌 시 수레의 이동거리이므로 용수철이 수축한 거리를 속도 대 시간 그래프에서 충돌직전부터 속도가 영이 되는 순간까지의 면적을 구하여 알 수 있다.
(3) 실험



이번 실험은 마찰력을 최소화한 트랙 위에서 수레가 충돌했을 때의 충격량을 알아보고 두 수레가 충돌할 때 작용-반작용의 법칙이 성립하는 지를 알아보는 실험이었다. 처음에 운동센서가 수레의 운동 상태를 잘 감지하는지 테스트하기 위해 시험을 했는데, 수레가 충돌 전에는 힘을 나타내는 그래프가 부드러운 선을 그리다가 그 이후에는 지그재그 모양을 보여서 센서에 문제가 생긴 건 줄 알았는데 수레를 자세히 보니 충돌 후 충격력에 의해 약간 미동이 일어나며 반대방향으로 튕겨나가는 모습이 관찰되었다. 그런 미세한 운동까지 감지되는 것을 확인한 후 본격적인 실험을 하여 보다 정확한 실험 결과를 얻을 수 있었다. 하지만 실험1에서 적분값이 사다리꼴 넓이를 구하는 방법을 이용한 것이므로 적분값도 물론 정확한 참값이라고 할 수 없다.

참고 자료

제 8판 『물리학실험』 아주대학교 출판부
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