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자연과학 자료등록 일반 물리학 – 탄동진자에 의한 탄환의 속도 측정 Down

[자연과학] 일반 물리학  - 탄동진자에 의한 탄환의 속도 측정.hwp파일자료 (다운받기).zip

자연과학 자료등록 일반 물리학 – 탄동진자에 의한 탄환의 속도 측정

[자연과학] 일반 물리학 – 탄동진자에 의한 탄환의 속도 측정

1.제목
– 탄동진자에 의한 탄환의 속도 측정

2.목적
– 탄동진자를 이용하여 운동량 보존법칙과 에너지 보존법칙에 의해 탄환의 속도를 측 정한다.

3.이론 및 방법수정
– 속도 로 움직이는 질량 인 물체의 선운동량(linear momentum,)은 질량 과 속도의 곱으로 정의되며, 상호작용하는 여러 물체가 고립계(알 외부 힘이 0인 계)로 존재하는 경우에 전체 선운동량은 항상 일정하게 유지된다. 이를 선운동량 보존법칙이라 한다.
(1)
또한, 물리량이 보존된다는 것은 그 양의 수치가 일정하다는 것을 의미한다. 물리 량은 형태가 변했지만 나중 값이 처음 값과 같다. 즉, 고립계의 에너지가 중력 위 치에너지에서 운동에너지로, 또는 다양한 다른 형태의 에너지로 변했지만, 에너지 는 손실되지 않는다. 이처럼 계의 에너지의 총량은 일정한 값이 유지되고, 이것을 역학적 에너지 보존이라고 한다.

(2)
– 진자에 의한 방법
초기속력 로 운동하고 있는 질량 인 탄환이 질량 인 진자와 충돌한 후, 진자 에 박힌 채 높이 만큼 올라가는 장치를 탄동진자라고 부른다. 올라간 높이 를 측정해서 박힌 탄환의 초기속도를 결정할 수 있다. 여기서, 충돌이 일어나는 동안 역학적 에너지는 보존되지 않으나, 운동량은 보존된다. 충돌전과 후의 운동량은 운 동량 보존법칙에서부터 다음의 식이 성립된다.

(3)
충돌 후에는 역학적 에너지가 보존되며, 진자의 높이 에 위치했을 때의 운동에너 지는 위치에너지 로 전환되므로,

(4)
식 (3)과 식 (4)에 의하여
(5)
이므로, 탄환의 초기속도 는
(6)
4.실험방법
– 1. 발사총에 쇠공을 넣는다.
2. 탄동진자를 발사총구 정면에 흔들리지 않게 둔 후, 각도기를 0점으로 맞춘다.
3. 발사한 후 각도를 기록한다.
4. 방법 1. ~ 3.을 10번 반복한다. 그리고 질량중심까지의 길이 을 측정한다.
5. 탄동진자의 질량을 황동 원환을 이용하여 2번 변화시킨 후, 위의 과정을 반복한 다.
6. 플라스틱공을 사용하여 위 과정을 반복한다.

5.결과

탄환의 질량 67g , 진자의 질량 (153.5g 50) ()
– 실험값

실험횟수
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
평균값

21
22
24
22.5
20
21
19
19
19
22
20.95

1.99
2.18
2.59
2.28
1.81
1.99
1.63
1.63
1.693
2.18
1.99
추0개 Small

추0개 Middle
실험횟수
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
평균값

40
40
40
40
40
40
40
40
40
40
40

7.01
7.01
7.01
7.01
7.01
7.01
7.01
7.01
7.01
7.01
7.01

추1개 Small
실험횟수
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
평균값

14.5
14.35
14
15
14
14.5
14.5
14.5
14.5
15
14.5

0.96
0.96
0.89
1.02
0.89
0.96
0.96
0.96
0.96
1.02
0.96

추1개 Middle
실험횟수
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
평균값

30.5
30.5
321
30.5
31
30
31
30
31
30
30.55

4.15
4.15
4.28
4.15
4.28
4.02
4.28
4.025
4.28
4.02
4.16

추2개 Small
실험횟수
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
평균값

13
12.5
12.5
12.5
12.5
12.5
12
12.5
12
12
12.4

0.77
0.71
0.71
0.71
0.71
0.71
0.66
0.71
0.66
0.66
0.70

추2개 Middle
실험횟수
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
평균값

25
24.5
25
25
23.5
24.5
24
25
24
25
24.55

2.81
2.70
2.81
2.81
2.49
2.70
2.59
2.81
2.59
2.81
2.71

6.결론
– 이번 실험에서는 탄동진자를 이용하여 역학적 에너지의 보존과 선운동량 보존법칙을 확인해보는 실험이었다. 탄동진자의 초기 속도를 구할 때, 발사 강도와 추의 무게를 달리하여 각각 탄동진자가 올라간 각도를 측정하여, 탄동진자의 최대 도달 높이에서의 위치에너지 가 최하점에서의 운동에너지과 같다는 식과 충돌에서 운동량 보존의 법칙이 성립함을 이용하여 의 식을 통해 초기속도를 구할 수 있었다. 추의 질량이 일정하고 발사 강도가 증가할수록 탄동진자가 올라가는 각도는 커지고 그에 따라 진자가 올라간 높이가 높아졌고, 발사 강도가 일정하고 추의 질량이 증가할수록 탄동진자가 올라가는 각도는 작아지고 그에 따라 진자가 올라간 높이도 낮아지는 것을 알 수 있었다. 발사강도는 일정하고 진자의 무게가 변했을 때 초기속도는 선운동량 보존법칙에 변화 없이 일정해야 하지만, 탄동진자내부표면과 쇠공의 마찰력과, 발사된 공의 공기저항에 의해 속도가 변했다고 생각한다.

7.참고문헌
– 일반 물리학

자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?xid=a&kid=b&pk=15021054&sid=tjr6155&key=

[문서정보]

문서분량 : 3 Page
파일종류 : HWP 파일
자료제목 : 자연과학 자료등록 일반 물리학 – 탄동진자에 의한 탄환의 속도 측정
파일이름 : [자연과학] 일반 물리학 – 탄동진자에 의한 탄환의 속도 측정.hwp
키워드 : 자연과학,일반,물리학,탄동진자,의한,탄환,속도,측정,자료등록,탄동진자에
자료No(pk) : 15021054

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