보고서 설명

실험 목적
공기 미끄럼대를 이용하여 1차원 충돌과 비 탄성충돌 실험에서 선 운동량이 보존됨을 확인한다.
실험 원리
※ 운동량 : P = mv ( m : 물체의 질량, v : 물체의 속도 )
※ 운동량 보존의 법칙

본문일부 및 목차

즉, 입자들이 서로 충돌할 경우, 운동량 보존법칙에 따라 충돌 전의 운동량의 합은 충돌 후의 운동량의 합과 같다.

실험결과 및 검토
공기 미끄럼대를 이용하여 1차원 탄성 충돌과 비 탄성 충돌 실험에서 선운동량이 보존됨을 확인하였다. 완전 탄성일 경우 운동량은 물체의 충돌에 의해서도 보존이 되며 비 탄성일 경우에도 운동량은 보존이 되었다.
즉, 완전탄성일 경우 일차원에서 정지해(vB=0) 있는 한 물체에 다른 한 물체가 속도 vA으로 충돌하는 경우 충돌 후 두 물체의 속도를 구해보자. 위의 일직선상에서의 운동량 보존을 나타내주는 그림을 참고로 물체 A와 물체 B의 속도가 각각 vA, vB으로 주어질 때 완전 탄성충돌인 경우 운동량과 에너지가 모두 보존되므로
mAvA = mAvA + mBvB
mAv2A/2 = mAv2A /2 + mBv2B/2
vB = 2mAvA / (mA + mB)
vA = (mA - mA) vA / (mA + mB)
이다. 따라서 충돌 후 물체 B는 항상 양의 속도가 되지만 물체 A는 질량 mA과 mB의 크기에 따라 속도가 0, 음 또는 양이 된다.
그리고 완전 비탄성일 경우 질량 mA인 물체가 정지해(vB=0) 있고, 질량 mB인 물체가 속도vA으로 충돌한 후 두 물체가 결합하여 속도가 vB가 되었을 경우 운동량은 보존되지만 에너지는 보존 되지 않는다. 운동량 보존의 원리에 의하면
P1 + P2 = P1 + P2 → mAvA = (mA + mB)vB
이 되고, 만일 두 물체의 질량이 같다면 충돌 후 결합된 물체의 속도 vB는 다음과 같이 주어진다.

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