각운동량 보존법칙 결과보고서

소개

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목차

1. 측정 및 분석결과
2. 논의 및 결론
3. 질문

본문내용

2. 논의 및 결론


이 실험은 두 디스크가 있을 때 광타이머를 이용하여 윗 디스크가 아랫디스크에 떨어지는 순간 달라지는 속도에 의한 결과를 분석하여 각운동량의 보존 법칙을 알아보는 실험이다. 먼저 표 1은 윗디스크와 아랫디스크의 질량과 반경길이, 그리고 두 디스크의 관성 모멘트의 값을 나타낸 것이 되겠다. 그리고 그 및의 표 2는 위쪽 디스크가 아래쪽 디스크에 떨러지는 순간에 따라 달라지는 각속도와 각 운동량을 측정 하여 기록해 놓은 표이다.
wb(rad/s) 라는 것은 윗디스크가 떨어지기전 아랫디스크를 광타이머에 연결한 뒤 나타나는 각속도를 나타낸 것이다. 그리고 wf(rad/s)은 위쪽 디스크가 아래쪽 디스크에 떨어진 뒤 변화하는 각속도를 광타이머로 측정하여 나타낸 값이다. Lf(kgm2/s) 는 두 디스크의 무게는 나타내는 것이며 , 일반적인 운동량의 합 ( mv =ft )에서처럼 각운동량 역시 보존되어야 하는 것이다. 이 실험을 보다 객관성 있게 판단하기 위하여 3번의 실험을 하게 되었는데 선형운동에서 운동량은 위의 식처럼 물체의 질량 곱하기 속도로 정의되었다. 원점으로부터 의 위치에 있는 질량 의 물체가 속도 로 운동하고 있을 때 각운동량 은 다음과 같이 과 운동량 의 벡터 곱으로 정의되어 있다. 3번의 실험에서 나타난 바와 같이 아래쪽 디스크만이 움직일때 나타나는 속도는 위쪽 디스크가 떨어지는 순간의 속도보다 2배만큼 크다. 대신 두 디스크가 하나가 됨으로 질량은 아래쪽 디스크만이 있을 때 보다 2개가 되어 각운동량 보존 법칙이라는 것이 성립이 되는 것이다. 그러나 이 실험에서 난 오차들은 첫째로 디스크를 회전시킬 때 위쪽 디스크를 떨어뜨리는 순간의 속도와 떨어뜨리는 힘에서 차이가 나겠고 , 광타이머를 이용할 때 속도를 측정하기 위하여 아래쪽 디스크와의 마찰이 생기는 부분이 생기는데 가까이 델 수록 많은 마찰력이 생기게 되고 또 가까이 붙어 있지 아니하면 광타이머와 아래쪽 디스크가 닿지 않는 부분이 생겨 마찰이 적게 생기는 오차가 생기게 된다. 그리고 광타이머에 나타난 값을 표에 옮기는 과정에서 그래프의 어떤 부분을 가지고 오느냐에 따라서 값이 달라져 대략 9%정도의 오차를 불러 오게 되었다.

참고자료

· 없음