[일반물리실험] 충돌-충격과 운동량

[일반물리실험] 충돌-충격과 운동량

실험목적: 물체의 충돌을 통해서 운동량의 변화와 충격량을 측정하여 충격량과 운동량의 관계를 알아보자.

실험이론: 물체가 장벽에 부딪치게 될 때, 충돌이 일어나는 것에 따라 물체에 작용하는 힘은 변화한다. 물체(충격)의 운동량에 있어서의 변화는 두 가지 방법으로 계산될 수 있다.
• 충돌 이전의 속력 ()와 충돌 이후의 속력 ()를 이용하여 :

• 알짜힘과 충격의 시간을 이용하여 :

돌연한 충돌이나 쿠션으로 받쳐졌던 충돌과 관계 있던지 간에 물체의 운동량이 같은 변화를 가지는 것이 가능하다. 우리는 강하거나 부드러운 총돌의 경우에 물체가 느끼는 힘의 차이를 결정하려 한다.

실험방법: 범퍼와 충돌함에 따라 모션 센서를 사용하여 카트의 움직임을 측정한다. 트랙에 힘센서를 설치하여 같은 시간 간격에서 충돌의 힘을 측정하라. DataStudio를 사용하여 [힘 대 시간] 그래프의 적분과 카트의 운동량 변화를 비교해보자.

결론:

아이템
값
카트의 질량(kg)
0.5
0.55
역적(힘x시간, 적분한값) :F·t
0.36
0.47
충돌 전 속력 () : max
0.31
0.38
충돌 후 속력 () : min
-0.31
-0.38
충돌 전 운동량 :
0.155
....

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