[자연과학] 일반물리학 실험 - 탄동진자 실험
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3. 實驗(실험) 원리
질량 인 탄동진자에 속도 , 질량 인 탄환을 수평방향으로 쏘면, 충돌 전의 탄 환의 운동량은 충돌 후의 진자(질량 )의 운동량과 같아진다.
(1)
탄환이 박힌 진자가 속도 를 얻어 흔들려 진자의 무게중심(탄환포함)의 높이 가 최대가 되었을 때에는 그 운동에너지는 완전히 위치에너지로 변하게 될 것이므로
(2)
또는
(3)
따라서
(4)
여기서, 는 진자의 최고 높이로
(5)
여기서, 는 진자 끝에서부터 탄환과 진자의 질량중심까지의 거리이다. 탄환이 발사되어 땅에 떨어질 때까지의 시간을 라 하면 연직거리 는
(7)
수평거리 는
(8)
이므로, 를 소거하면
(9)
즉 를 측정(測定) 하여 를 구하는 것이다.
즉, 식 (4)는 다음과 같이 요점된다된다.
4. 實驗(실험)기구
탄동진자
종이와 먹지
버니어캘리퍼스, 미터자
발사구
연직추
5. 實驗(실험)방법
① 탄동진자를 테이블 가장자리로 위치시키고 진자가 충분히 연직방향인가를 확인한다. 각도 지시침을 진자와 접촉시켰을 때 지시침이 0을…(skip)
실험결과/물리
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다. 1. 實驗(실험) title : 탄동진자
2. 實驗(실험) 목적
탄동진자에 의하여 탄환의 속도를 구하고 운동량 보존 법칙의 성립을 확인한다.
(6)
탄동진자를 테이블 가장자리에 고정하고 탄환을 수평으로 발사하여 땅에 떨어지게 되는 사정거리로부터 탄환의 초기속도를 결정한다. 즉, 충돌 전후에 운동량이 보존된다된다.