[홍익대학교] 계측 및 신호처리 - 충격량실험

소개글

홍익대학교 계측및신호처리 과목 A+ 보고서 입니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험방법
3. 실험이론
4. 참고문헌
5. 실험 결과
6. 고찰 및 비교분석

본문내용

1. 실험목적
Rigid pendulum을 이용하여 스펀지에 작용하는 충격량을 계산하고, 충격 전과 충격 후의 운동에너지를 비교하여 에너지 소실 계수를 계산한다. 1차 충돌과 2차 충돌의 에너지 소실 계수를 구하고 그것을 비교하여 오차라 발생하는 원인을 알아본다.

2. 실험방법
① 0.8kg인 추를 1m 높이에서 Foam 1에 떨어뜨린 후 값을 측정한다.
② 설치되어 있는 추에 0.8kg 추 하나를 더 추가하여 1.6kg짜리 추를 1m 높이에서 Foam1에 떨어뜨린 후 값을 측정한다.
③ 0.8kg인 추를 1m 높이에서 foam 2에 떨어뜨린 후 값을 측정한다.
④ 설치되어 있는 추에 0.8kg 추 하나를 더 추가하여 1.6kg짜리 추를 1m 높이에서 Foam2에 떨어뜨린 후 값을 측정한다.

3. 실험이론
(1) 운동량 ( momentum )
물체의 질량과 속력, 운동방향을 나타내므로 운동상태에 대해 알려준다. 여러 개의 물체로 이루어진 계의 운동량은 각각의 물체의 운동량의 벡터합으로 나타난다.
운동의 제2법칙에 따르면 힘 F는 질량 m과 가속도 a의 곱으로 나타난다. 이때 가속도는 속도 v를 시간으로 미분하여 얻을 수 있으므로 a = dv/dt 이다. 그러므로 F = ma = m(dv/dt) = d(mv)/dt = dp/dt 이고, 힘은 운동량의 시간변화율과 같다는 것을 알 수 있다. 따라서 힘이 작용하지 않으면 운동량은 보존된다. 또한 이 관계식에서 작용한 힘과 시간의 곱인 충격량이 운동량의 변화량과 같다는 것도 알 수 있다. 예를 들어 5kg·m/s의 운동량을 가진 야구공을 방망이로 때릴 때, 날아온 반대방향으로 0.1초동안 100N의 힘을 준다면, 충격량은 -10N·s이고, 따라서 야구공은 -5kg·m/s의 운동량을 가지게 된다.
양자역학에서는 물체의 운동을 위치와 속도가 아닌 위치와 운동량으로 설명한다. 그리고 물체의 관성모멘트와 각속도를 곱한 벡터량인 각운동량도 있다.

참고 자료

Physics for Scientists And Engineers with Modern Physics 6th, Raymond A.Serway, (주)북스힐, 2005
http://100.naver.com/100.nhn?docid=119553
http://100.naver.com/100.nhn?docid=780481
http://100.naver.com/100.nhn?docid=829073