탄동진자 예비보고서

목차

1. 실험목적
2. 이론
3. 예상결과
참고자료

본문내용

탄동진자란?

1.1. 탄동진자는 탄환(이 실험에서는 구슬)의 속력을 측정하기위한 도구이다. 이 실험을 통하여 물리의 몇 가지 기본 법칙을 증명할 수 있다. 첫 번째 법칙은 에너지 보존의 법칙이다. 진자가 탄환의 힘으로 어느 높이에 도달하게 되면 위치에너지를 갖게 되는데 이 위치에너지는 탄동진자가 처음에 갖게 된 운동에너지와 같은 값을 가진다. 그러나 충돌 전 탄환과 충돌 후의 탄환의 운동에너지는 같지 않다. 비탄성 충돌일 때의 운동에너지는 보존되지 않기 때문이다.

<중 략>

탄동진자는 탄환이 박힌 직후 진자운동을 한다. 이때 바닥의 한 점에서 진자의 최고점까지의 높이 만큼 올라가게 되는데, 이 과정에서 역학적 에너지가 보존된다. 탄환이 박히기 직전까지의 운동 에너지는 박힌 후 진자가 최고점까지 올라갔을 때의 위치에너지의 값과 같다. 즉 운동에너지가 위치에너지 로 변환된다. 탄동진자의 운동이 고립계에 해당하는 운동이므로 역학적 에너지 보존의 법칙이 성립하게 된다. 그러므로 다음과 같은 수식이 성립하게 된다.

<중 략>

탄동진자를 통한 운동량 보존의 법칙을 확인할 수 있고, 역학적 에너지 보존의 법칙 또한 확인이 될 것으로 보인다. 또한 역학적 에너지 보존의 법칙을 통해 탄환의 초기 속도를 알아낼 수 있다. 그러나 여러 부분에서 오차가 나타날 수 있을 것 같다. 예상한 오차의 원인은 다음과 같다.

참고 자료

물리학 실험 I - 경북대학교출판부 ( p93~p96 )
하이탑 - 두산동아 (운동량 보존의 법칙 : p.142 역학적 에너지 보존 : p186~p191)
대학물리학 I - 북스힐 (고립계 : p161~p166)