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탄동진자를 이용한 선운동량 보존 법칙

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작성일17-12-07 10:55

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REPORT

`탄동진자를 이용한 운동량 보존 법칙`
제목 : 탄동진자를 이용한 선운동량 보존법칙
[1] 측정(measurement)값

Ⅰ. 탄동진자를 이용한 탄환의 초기속도 측정(measurement) (추1개 50g)
탄환의 질량 : m = 0.016 kg
탄동진자의 질량 : M = 0.212 kg
진자의 끝에서 질량중심까지의 거리 : R = 0.272 m

◈탄동진자 지시침의 각도
횟수
발사세기
1
2
3
4
5
average(평균)

1단
24°
20°
19°
18°
20°
20.2°
2.358 m/s
2단
30°
33°
32°
32°
31°
31.6°
3.661 m/s
3단
48°
48°
47°
47°
45°
47°
5.361 m/s

⇒ (역학적 에너지 보전법칙에 의해서)

(+)충돌 후 속도 (m/s) (운동량 보전법칙에 의해서)
1단에서의 average(평균) 충돌 후 속도 : 0.573
2단에서의 average(평균) 충돌 후 속...

REPORT

`탄동진자를 이용한 운동량 보존 법칙`
제목 : 탄동진자를 이용한 선운동량 보존법칙
[1] 측정(measurement)값

Ⅰ. 탄동진자를 이용한 탄환의 초기속도 측정(measurement) (추1개 50g)
탄환의 질량 : m = 0.xxx kg
탄동진자의 질량 : M = 0.212 kg
진자의 끝에서 질량중심까지의 거리 : R = 0.272 m

◈탄동진자 지시침의 각도
횟수
발사세기
1
2
3
4
5
average(평균)

1단
24°
20°
19°
18°
20°
20.2°
2.358 m/s
2단
30°
33°
32°
32°
31°
31.6°
3.661 m/s
3단
48°
48°
47°
47°
45°
47°
5.361 m/s

⇒ (역학적 에너지 보전법칙에 의해서)

(+)충돌 후 속도 (m/s) (운동량 보전법칙에 의해서)
1단에서의 average(평균) 충돌 후 속도 : 0.573
2단에서의 average(평균) 충돌 후 속도 : 0.889
3단에서의 average(평균) 충돌 후 속도 : 1.302

(+)추를 2개(100g) 달았을 때
탄환의 질량 : m = 0.xxx kg
탄동진자의 질량 : M = 0.262 kg

횟수
발사세기
1
2
3
4
5
average(평균)

1단
16°
16°
16°
17°
16°
16.2°
2.286 m/s
2단
27°
29°
27°
28°
28°
27.8°
3.897 m/s
3단
39°
43°
41°
40°
41°
40.8°
5.654 m/s
진자의 끝에서 질량중심까지의 거리 : R = 0.272 m


Ⅱ. 탄환의 수평 발사실험에 의한 탄환의 초기속도 측정(measurement)
- 발사 지점의 연직높이 H = 0.84 m

◈탄환의 수평 이동거리(D) 측정(measurement)값

횟수
발사세기
1
2
3
4
5
average(평균)

1단
0.902
0.922
0.908
0.841
0.9…(투비컨티뉴드 ) 01
0.895
2.162 m/s
2단
1.421
1.430
1.525
1.546
1.545
1.493
3.606 m/s
3단
2.220
2.172
2.205
2.192
2.176
2.193
5.297 m/s


2. 계산 및 결과

(1)추 1개 50g
오차(%)
1단
2.358
2.162
8.312
2단
3.661
3.606
1.502
3단
5.361
5.297
1.193

⇒ (%)

(+)추 2개 100g
오차(%)
1단
2.286
2.162
5.424
2단
3.897
3.606
7.467
3단
5.654
5.297
6.314

⇒ (%)
3.결론

실험으로 봤을 때 1→2→3단 즉, 힘이 커질수록 탄환의 초기속도가 빨라지는 것을 볼 수 있다아 또한 탄동진자에 추가되는 질량의 크기를 증가시키면 질량중심까지의 거리 또한 증가 한다는 것 또한 알 수 있다아 전체적인 실험에서 운동량은 완전하게 보존되지 못했으며 발사체의 초기 속도가 탄환의 초기속도보다 크게 나왔다. 그 원인(原因)은 아마도 실험기구 지시침의 각도가 재대로 0에 맞추어 져있지 않았던 것 때문인 것 같다. 실험을 할 때 지시침이 올바르게 0에 맞추어 지지 않고 각도가 크게 되어 있었기 때문이다 실험에서의 운


탄동진자를 이용한 선운동량 보존 법칙

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다.

2) 오차가 난 이유
발사체의 초기속도가 탄환의 초기속도 보다 빠를 것이라고 예상했지만 실험값으로 봤을 때는 탄환의 초기속도가 더 빠른 것으로 나왔다.
4. 토의 및 고찰

1) 실험의 의미
탄동진자 실험에서 탄환 충돌시 충돌체의 상승 높이를 축정한 후 운동량 보존법칙과 에너지 보존법칙을 적용하여 탄환의 발사속도를 구하고, 탄동진자 장치를 이용하여 탄환이 수평방향으로 발사되었을 때 탄환이 비행한 거리와 발사된 지점의 높이를 측정(measurement)하여 탄환의 초기 발사 속도를 측정(measurement)한다. 이렇게 2가지 방법으로 측정(measurement)된 2개의 속도를 비교하여 운동량 보존법칙의 성립을 확인한다.

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