1. 실험제목각운동량 보존법칙2. 실험목적회전하는 물체에 서로 다른 물체를 떨어트려 충돌 직전과 직후의 각속도를 구하고 각운동량과 회전 운동에너지를 구한다. 이로부터 충돌 전후로 각운동량과 회전 운동 에너지가 어떻게 변화하는지 알아보고 이에 대해 이해해본다.<중 략>4. 장치 및 방법 (Experimental method)4.1. 장치1) 회전 센서손으로 고무링을 회전시킨 다음 회전 센서에 부착한 Disk 위로 물체를 낙 하시키면서 충돌 전후의 각속도를 확인하는데 사용하였다. 케이블을 808 인 터페이스에 연결하여 사용한다.4.2. 방법1) 준비물삼각지지대, 45cm rod, ring, disk, alignment guide, 회전 센서, 808 인터페이스2) 방법(1) 삼각지지대에 45cm rod 를 설치하고 회전 센서를 장착한다. 회전 센서를 808 인터페이스에 연결한다.(2) 실험에 사용될 Ring 과 Disk 의 반지름 및 질량을 각각 측정한다.(3) 회전 센서에 Alignment guide 와 Disk 를 설치한다.(4) Ring 을 Disk 위로 약 5mm 높은 지점에서 붙잡고 있고, 회전 센서의 고무링을 손가락으로 회전시킨 뒤에 측정 소프트웨어의 RECORD 버튼을 누른다.(5) 1-2 초 정도 뒤에 데이터가 정상적으로 기록되면 붙잡고 있던 Ring 을 Disk 위로 떨어뜨린다. Ring 이 alignment guide 에 맞게 떨어졌 는지를 기록한다.(6) Ring 이 낙하한 후 2-3 초 뒤에 데이터 기록을 중지한다.(7) 측정된 그래프에서 Coordinates tool 을 이용해 Ring 과 Disk 의 충돌 직전과 직후의 각속도를 값을 얻는다.(8) Alignment guide 를 제거한 후 회전 센서에 장착된 Disk 에 대하여 (4)-(7)의 과정을 반복한다.
1. 실험제목회전관성2. 실험목적회전관성과 토크에 대해 이해한다. 서로 모양이 다른 물체의 회전관성이 다르다는 것을 이해하고, 측정값과 이론값을 비교하여 이론적인 공식을 증명해본다.3. 이론 및 원리3.1. 회전변수3.1.1. 각위치회전축과 수직하고, 물체와 함께 돌아가는 기준선이 존재한다. 특 정한 방향을 정하고 기준선과 이루는 각도를 기준선의 각위치로 정의 할 때, 기준선이 가리키는 방향과 일치하면 그 때의 각위치를 0 이라 고 한다. 기하학적으로..<중 략>4. 장치 및 방법 (Experimental method)4.1. 장치1) 회전 센서Pully 와 센서에 실을 감아 센서에 부착한 물체를 회전시킨 후 그 운동을 측 정하는데 사용하였다. 케이블을 808 인터페이스에 연결하여 사용한다.2) Pully센서에 감은 실 끝에 추를 연결하고 pully 에 올려두어 사용하였다. Pully가 돌아가면서 원활한 회전운동을 도왔다.4.2. 방법1) 준비물45cm rod, stopper, A base, 회전센서, 20g 추, 추걸이, 실, pully, ring, disk, alignment guide, 전자저울, 버니어캘리퍼스2) 방법(1) 회전관성 액세서리 중에서 원형 링과 원판의 질량을 전자저울로 측정한다.
1. 실험제목탄도체 운동2. 실험목적-질량중심에 대해 이해하고 운동량 보존법칙과 에너지 보존법칙에 대해 이해한다. -pendulum의 회전각도를 이용하여 Steel ball의 발사속도를 구하고 Steel ball의 발사속도를 이용하여 pendulum의 회전각도, 상승높이를 구한다.3. 이론 및 원리3.1 질량중심질량중심은 모든 질량이 한 점에 모여있다고 가정할 수 있는 질점의 위치를 말한다. 점입자로 이루어진 물리계의 경우에는..<중 략>3.5 운동량 보존법칙운동량 보존법칙은 외부의 힘을 받지 않는 고립된 물체 혹은 계에서 전체 운동량의 합이 보존된다는 법칙이다. 힘은 질량과 가속도의 곱 또는 운동량의 시간변화율로 나타난다. 따라서 외부의 힘이 작용하지 않거나 합력이 0이라면, 물체의 운동상태는 변하지 않고 관성을 유지한다. 이러한 관성계에서 운동량의 총합은 보존된다. 여러 개의 물체일 경우, 물체끼리 충돌할 때 각각의 운동량은 변하지만 결국 전체 총합은 변하지 않는다. 이를 이용하여 충돌 후 속력 변화를 계산할 수 있다.작용∙반작용의 법칙은 운동량 보존법칙에 의해 자연스럽게 유도되는데 운동량 보존법칙에 의해 충돌 전후 운동량의 총합은 변하지 않는다. 따라서 두 물체의 운동량의 변화량은 서로 크기가 같고 방향이 반대이다. 운동량의 변화량은 충격량이며, 충격량은 힘과 시간의 곱이다. 충돌 시간은 두 물체가 동일하므로 물체에 작용한 충격력은 크기가 같고 방향이 반대이다.4. 장치 및 방법 (Experimental method)이번 실험에서 사용되는 장치는 다음과 같다. 90cm rod, A base, Steel ball 2 개, Launcher + Smart gate, Pasport cable, Rotary motion Sensor + pendulum, 45cm rod + table clamp.
1. 실험제목용수철 단진동2. 실험목적스프링의 스프링 상수를 구해본다. 스프링이 진동하는 시간을 통해 주기, 진동수, 진폭을 각각 구해보고 주기 이론값과 주기 측정값을 비교해 주기 오차를 계산해보고 오차가 발생하는 이유를 알아본다.3. 이론 및 원리3.1 용수철 힘대부분의 용수철에서 용수철 힘은 평형위치로부터 변위에 비례한다. 다르 게 말하면 용수철의 복원력은 늘어난 길이에 비례한다고 볼 수 있다. 따라서, 용수철 힘을 수식으로 나타내어 보면 다음과 같다.<중 략>4. 장치 및 방법 (Experimental method)4.1 장치1) 힘 센서용수철에 가해진 힘을 측정하는 데에 사용한 힘 센서이다. 하단 후크에 용 수철을 걸고 실험을 진행하였으며, 케이블을 통해 808 인터페이스에 연결하 여 사용했다.2) 운동 센서이번 실험에서 사용한 초음파 센서이다. 850 인터페이스에 연결하여 사용 하며, 용수철의 운동을 감지하는 데에 사용하였다. 초음파 센서는 다음과 같 은 방법으로 작동한다. 초음파 펄스가 ultrasonic transducer 에서 발사되어 물체에 닿았다가 반사되어 다시 ultrasonic transducer 로 돌아온다. 이때, 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 센서와 물체 사이의 거리를 펄스의 속도 를 이용하여 계산한다
1. 실험제목운동량 보존법칙2. 실험목적두 스마트 카트의 질량을 서로 같게, 또는 다르게 하여 다양한 방법으로 운동 시킨 뒤, 속도와 스마트 카트의 질량을 이용하여 운동량이 보존됨을 확인한다.3. 이론 및 원리3.1 선운동량입자의 선운동량은 벡터로 표기하며..<중 략>2) 실험 방법실험을 시작하기에 앞서, 1.2m 운동트랙의 한쪽 끝에는 elastic bumper 를, 한쪽 끝에는 magnetic end-stop 을 설치한다. Elastic bumper 에는 고무줄을 끼워 운동트랙에서 스마트 카트가 추락하는 것을 방지한다. 또 한, 두 스마트 카트에 magnetic bumper 를 설치한다. 두 개의 스마트 카트 는 전원을 키고 Bluetooth 표시등이 깜빡이는 것을 확인한다. 850 인터페 이스를 작동시키고 컴퓨터의 측정 소프트웨어를 실행한다. 측정 소프트웨 어의 Hardware setup 창에서 스마트 카트를 무선 연결시킨다. 스마트 카 트의 sampling rate 를 100Hz로 설정한다.[1] 질량이 다른 두 물체의 폭발(Explosion)(1) Blue 카트를 elastic bumper 가 있는 쪽에, Red 카트는 magnetic end-stop 이 있는 쪽에 배치한다. 카트를 배치할 때, magnetic bumper 의 반대쪽이 마주보도록 놓는다.