탄도진자

 

 

탄도 진자

 

속도가 매우 빨라서 보통의 방법으로 측정하기 어려운 총알의 속도를 측정하는 장치를 탄동진자라고 한다. 위의 실험에서 가벼운 총알은 무거운 물체에 박혀서 같이 올가가게 된다. 질량 m , 속도 v인 총알이 발사되어 질량 M인 물체에 박힌채로 위로 올라간다. 총알이 나무에 박힌 후 나무와 총알이 한덩어리가 되어 가지게 되는 속도를 V라고 하면 이 값은 운동량보존의 법칙으로 구할 수 있다.

 

1. 충돌과정의 운동 : 운동량 보존법칙만 성립 

 

2. 충돌 뒤의 운동: 역학적 에너지 보존법칙이 성립

 

이 두식을 정리하면

 

3. 올라간 높이 h는 다음과 같다.

 

 

4. 총알의 속도 v는 다음과 같다.

 

** 여기서 총알이 무거운 물체와 한덩어리가 될 때 역학적 에너지는 보존되지 않지만 충돌 후에 위로 올라갈 때에는 역학적 에너지가 보존되는 운동을 하게 된다.