[자연과학] 일반물리학 實驗(실험) - 선운동량 보존법칙(결과)
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작성일 20-09-29 14:44
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a. 완전 탄성 충돌인 경우
일차원에서 정지해(vB〓0) 있는 한 물체에 다른 한 물체가 속도 vA으로 충돌하는 경우 충돌 후 두 물체의 속도를 구해보자. 위의 일직선상에서의 운동량 보존을 나타내주는 그림을 참고로 물체 A와 물체 B의 속도가 각각 vA, vB으로 주어질 때 완전 탄성충돌인 경우 운동량과 에너지가 모두 보존되므로
mAvA 〓 mAv`A + mBv`B
mAv2A/2 〓 mAv`2A /2 + mBv`2B/2
v`B 〓 2mAvA / (mA + mB)
v`A 〓 (mA - mA) vA / (mA + mB)
이다.
experiment(실험) 원리
※ 운동량 : P 〓 mv ( m : 물체의 질량, v : 물체의 속도 )
※ 운동량 보존의 법칙
힘이 충돌하는 물체들 사이의 상호작용에 의하여 속도가 변하더라도 물체를 묶어서 생각한 `계` 의 외부에서 힘이 작용하지 않으면 상호 작용 전의 운동량의 총합은 상호 작용 후의 운동량의 총합과 같다.
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실험결과/물리
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설명
선운동량 보존의 법칙
experiment(실험) 목적
공기 미끄럼대를 이용하여 1차원 충돌과 비 탄성충돌 experiment(실험)에서 선 운동량이 보존됨을 확인한다. 따라서 충돌 후 물체 B는 항상 양의 속도가 되지만 물체 A는 질량 mA과 mB의 크기에 따라 속도가 0, 음 또는 양이 된다
b. 완전 비탄성 충돌
질량 mA인 물체가 정지해(vB〓0) 있고, 질량 mB인 물체가 속도vA으로 충돌한 후 두 물체가 결합하여 속도가 v`B가 되었을 경우 운동량은 보존되지만 에너지는 보존 되지 않는다. 이것을 운동량 보존 법칙이라고 한다. 운동량 보존 법칙이 적용되는 상호 작용의 보기로는 충돌, 분열, 융합, 관통 등이 있다 (P 〓P 〓 P1 + P2 + P3 + 〓 일정)
- 일직선상에서의 충돌과 운동량 보존
- 평면상에서의 충돌과 운동량 보존
즉, 입자들이 서로 충돌할 경우, 운동량 보존법칙에 따라 충돌 전의 운동량의 합은 충돌 후의 운동량의 합과 같다. 운동량 보존의 원리에 의하면
P1 + P2 〓 P`1 + P…(To be continued )
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다.
