해피레포트 - 일반물리학 실험 - 탄동진자(Ballistic pendulum) 실험

카테고리 : 레포트 > 자연과학계열 파일이름 :일반물리학 실험 - 탄동진자(Ball.hwp 문서분량 : 6 page 등록인 : leewk2547 문서뷰어 : 한글뷰어프로그램 등록/수정일 : 14.01.17 / 14.01.17 구매평가 : 다운로드수 : 0 판매가격 : 2,000 원

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보고서설명
1. 실험 목적 탄동진자를 이용하여 탄환의 속도를 측정해서 에너지 보존 법칙을 확인하고 이해한다. 2. 이론 초기속력 v로 운동하고 있는 질량 m인 탄환이 질량 M인 진자와 충돌한 후, 진자에 박힌 채 높이 h만큼 올라가는 장치를 탄동진자라고 부른다. 올라간 높이 h를 측정해서 박힌 탄환의 초기속도를 결정할 수 있는데, 충돌이 일어나는 동안 역학적 에너지는 보존되지 않으나, 운동량은 보존되기 때문이다. 충돌 전과 후의 운동에너지는 운동량 보존 법칙에 서부터 유도되어 다음의 식이 성립된다.

본문일부/목차
실험 자체는 그리 까다롭지 않았지만, 계산양도 많고 계산이 많이 복잡했다. 처음에는 계산할 때 계산을 잘못해서 많은 어려움이 있었다. 측정한 데이터로 이론값을 구했는데 엄청난 오차가 발생했다. 특히, 나무구슬의 이론에 의한 속도를 구했을 때 속도계로 측정한 속도와는 정말 상당한 차이가 발생했다. 우선 진자를 고정하는 나사를 너무 꽉 조인 것 같았다. 너무 꽉 조여서 진자가 회전할 때 상당한 마찰력이 작용했을 것이다. 그렇기 때문에 이러한 경우에는 진자가 마찰력을 최소한으로 받고 회전할 수 있도록 진자의 회전축을 약간 헐겁게 해서 떨어지지 않을 정도로 만드는 것이 좋을 것 같다. 다른 오차의 원인으로는 측정의 오류가 있을 수 있다. 진자의 길이나 진자의 질량, 구슬의 질량을 잘못 측정해서 오차가 발생했을 것이다. 아무리 정확한 기계라고 하더라도 오류가 있을 수 있다. 이 오류도 오차의 한 원인으로 볼 수 있을 거 같다. 구슬을 발사할 때 장전레버가 제대로 안 되어 있었다. 자꾸 장전을 하면 바로 풀리는 경우가 있었다. 이런 겨우 때문에 같은 단이라고 할지라도 힘의 세기에는 차이가 있었을 것이다. 정확한 측정을 하기 위해서는 측정 시 물리량의 측정을 신중히 해야 하고 정확한 기계를 사용해야 한다. 또한, 장전레버를 제대로 장전해서 올바른 실험이 되도록 해야 한다. 실험 과정에서 가장 오류가 컸던 것은 나무구슬이다. 이 원인은 나무 구슬이 가볍기 때문에 발사 할 때 공기의 저항을 비교적 많이 받아서 초속도는 빨랐지만, 나중속도는 느려졌을 것이다. 그래서 나무구슬의 힘이 공기 저항력에 의해 약해져서 진자 올라간 높이가 낮았던 것 같다. 이 오차를 줄이기 위해서는 공기가 없는 진공상태에서 공기 저항 없이 실험 하는 게 좋을 듯 싶다.

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