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일반물리학 실험 - 탄동진자에 의한 탄환의 속도 측정(Measure the Speed of the Bullet by to Ballistic Pendulum)
1. 실험 목적
속도 로 움직이는 질량 인 물체의 선운동량 ( Linear Momentum, )은 질량과 속도의 곱으로 정의된다.
여러 물체가 고립계 (알짜 외부 힘(외력)이 0인 계(System) )에서 존재하는 경우에는 전체 선운동량은 항상 일정하게
유지되는데 이를 ‘선운동량 보존 법칙’이라고 부른다.
또한, 물리량이 보존된다는 의미는 그 양의 수치가 일정함을 의미한다. 물리량은 형태가 변했으나 나중값이 처음값과
같아야만 한다. (앞의 선운동량 보존 법칙에 의함) 이는 ‘역학적 에너지 보존법칙’의 원리와도 매우 유사하다.
즉, 우리는 앞에서 언급한 법칙들을 준수하여 탄동진자 실험도구를 이용하여 운동량 보존법칙과 에너지 보존법칙에 의해 탄환의 속도를 측정하고 실험결과를 토의한다.
초기 속력을 , 탄환의 질량을 , 진자에 탄환이 박힌 후 올라가는 높이를 , 줄의 길이를 , 줄이 수직으로부터 진자의 최대 높이까지 올라갈 때 그 사이 각을 라고 하면 다음과 같은 공식이 성립한다.
(…(생략)
2. 실험 결과
3. 토의
4. 참고 문헌
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소해야만 하는 운동이다. 역시 이론 그대로 운동량은 거의 보존이 되었다 해도 무방하다.
( 둘다 90% 이상이므로 실험 오차를 생각해보면 거의 보존됬다라고 평가해 볼 만 하다.)
하지만 에너지 보존 입장에서 보면 앞서 말했던 에너지 보존 관점에서 완전히 보존했다기 보다는 감소한 것에 초점을 맞추어서 봐야 한다. 에너지는 감소한 것이 확연히 들어냈다. ( 평균적으로 12% 감소 )
탄동진자 실험을 통해 완전비탄성 운동의 특성을 명확히 파악해 볼 수 있었던 기회였다.
4. 참고 문헌
일반 물리학 및 실험 [제3판] -p117~122 (청문각)
하이탑 (High Top) 고등학교 물리2 - p 114~160( 두산 동아 ) 김종권/김성진 저
물리학 연구 정보 센터 - 교육자료 中 일반 물리학 1 동영상 강의 - 윤형식 교수님(중앙대)
http://www.icpr.or.kr/ 中 물리의 기본 1 동영상 강의 - 최선호 교수님(서울대)
네이버 지식백과 - 과학부분- 회전 운동
http://terms.naver.com/entry.nhncid=200000000&docId=1155948&mobile&categoryId=200000455
네이버 지식백과 - 과학부분- 구심력
http://terms.naver.com/entry.nhncid=200000000&docId=1066272&mobile&categoryId=200000454
네이버 지식백괴 - 과학부분- 각속도
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네이버 지식백과 - 과학부분- 관성 모멘트
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