이번 실험은 충돌 실험을 통해 운동량과 충돌 종류에 따른 에너지보존에 대한 개념을 이해하기 위한 실험이다. 먼저 탄성 충돌을 보면, 물체 A, B의 충돌 전 운동 에너지와 운동량은 운동 에너지보존법칙과 운동량보존법칙으로부터 와 이고 이때, 충돌 전 물체 B가 정지해 있고, 충돌 후 물체 A가 정지
* 운동량이란
- 운동하는 물체가 갖는 운동 효과를 말합니다.
- 운동 효과는 물체의 질량이나 속도에 따라 달라지며 질량이 일정할 때 운동량은 속도에 비례하고 속도가 일정할 때 운동량은 질량에 비례합니다.
- 운동량은 질량(m)과 속도(v)의 곱으로 표현됩니다.
- 운동량의 방향은 속도의 방향
운동량은 충돌 전후에 보존되어야 한다. 즉, 충돌 전의 총 선운동량 p와 충돌 후의 총 선운동량 p'은 서로 같다. 충돌 후 물체 A, B의 속도가 각각 이라면 p'은 으로 주어지므로 다음의 식을 얻는다.
(1)
(2) 역학적 에너지 : 탄성충돌과 비탄성충돌
질량이 m이고 속도가 v인 물체의 운동에너지 K는 이다.
속도 = 스크린의 길이 지나갈 때 걸린 시간)
⑨ ②번에서 ⑨번까지 위의 과정을 5회씩 반복하여 측정한다.
⑩ 실험치를 식 (1)과 (2)에 넣어 운동량보존 법칙과 에너지보존 법칙이 각각 성립하는지를 확인한다.
⑪ 질량 m₁과 질량 m₂를 변화시키며 m₁= m₂, m₁< m₂, m₁> m₂경우의 결과를 관찰한다.