선운동량 보존법칙

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선운동량 보존법칙
1. 실험의 목적

운동하던 두 물체가 있을 때 그 물체들이 서로 충돌할 경우에
충돌전의 운동량의 합과 충돌후의 운동량의 합이 같은 것을 실험을 통해 증명한다.

2. 실험 기기
① 에어트랙: 실험에서 물체, 즉 활차가 이동하는 공간으로 일직선으로 이루어져 있으며 에어 서플라이에 의해 활차를 띄워주는 공간이다.

그림 에어트랙

②활차: 에어트랙 위를 이동하는 실험기기로서 공기를 받아
트랙면 위로 부상하여 이동하는 물체이다.

③포토게이트타이머:실험을할때포토게이트사이로물체가지 나갈 때 그 시간을 측정해 주는 도구이다.

그림 포토게이트 타이머

④ 에어 서플라이: 에어트랙에 구멍사이로 바람을 뿜어주는 공기 펌프로서 물체와 에어트랙 사이의 마찰을 없애는 역할을 하는 중요한 실험 도구이다.

⑤ 수평계 : 에어트랙의 수평을 맞출 때 사용하는 도구이다.
이 도구를 잘못 사용하면 활차가 낮은 쪽으로 기울어지기 때문에 수평을 맞추는 데 꼭 필요한 도구이다.

3. 실험에 대한 이론

운동량은 물체의 질량과 속도의 곱으로 표현되는 개념이다. 운동량 보존 법칙이란
물체의 작용하는 모든 합력이 0일 경우에 물체들의 운동량은 일정하게 보존된다는 내용을 말하고 있다.
이것을 식으로 나타내면
(충돌전 물체1의질량x속도+충돌전 물체2의질량x속도)=(충돌후 물체1의질량x속도+충돌후 물체2의질량x속도) 이다.
물론 충돌 과정에서 물체들의 질량은 변하지 않는다. 하지만 그 속도값들은 변할 수 있는데 이 때문에 물체의 운동량을 계산할 때는 변화한 속도들을 고려해야 할 것이다.

4. 실험을 진행하는 방법
1) 수평계를 이용하여 에어트랙이 기울어지지 않도록 수평을 조절한다.
(수평이 안맞으면 중력을 받게되어 실험의 목적을 이룰 수 없으니 주의한다)

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