역학가상실험실/운동량과 충격량 검색 결과

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이차원충돌(평면충돌)-가상실험

평면상에서의 충돌평면 상에서 두 물체가 충돌할 때 외력이 작용하지 않는다면 서로 힘이 작용하는 방향으로만 운동량이 변하게 된다. 그림과 같이 수평면에서 부딪치는 두 물체의 충돌에서도 작용·반작용 법칙에 따라 같은 크기의 힘, 가 작용한다. 두 물체의 운동량 변화도 두 힘이 작용하는 방향으로 일어난다. 평면 상에서 두 물체가 충돌한 경우 두 물체의 운동량을 x, y 성분으로 나누어 생각해 보면, x축 방향의 운동량과 y축 방향의 운동량이 각각 보존된다. 평면 상에서 충돌 과정을 성분 벡터로 분석해 보자. 위 그림과 같이 질량 m1, 속도 v1인 물체A가 정지해 있는 질량 m2인 물체B에 탄성 충돌하여 각각 v1', v2'로 운동하였다고 하자. 운동량 보존 법칙에 따르면 충돌 전 운동량은 물체 A의 운동량 ..
역학가상실험실/운동량과 충격량 2015. 7. 3. 16:38

충돌구 실험-애니메이션

위 실험에서의 충돌은 운동량과 운동에너지 모두가 보존되는 완전탄성충돌이다. 운동량만 보존된다면 왼쪽에서 1개의 추를 충돌시킬 때 오른쪽에서 추 2개가 1/2의 속도로 운동해도 운동량은 보존된다. 또는 3개의 추가 1/3의 속도로 튕겨나가도 된다. 하지만 이 충돌은 운동에너지도 보존되기 때문에 2개의 추가 1/2의 속도로 튕겨나간다는 것은 불가능하다. 각각의 운동에너지를 보면... 왼쪽 추의 운동에너지 : 오른쪽 추의 운동에너지 : 가 되므로 서로 같지 않다. 따라서 운동량과 운동에너지가 보존되는 충돌에서는 1개의 추가 때리면 1개의 추가 같은 속도로 튕겨나가야 하며, 2개의 추가 때리면 2개의 추가 같은 속도로 튕겨나가야만 한다. 관련동영상
역학가상실험실/운동량과 충격량 2013. 9. 11. 15:10

충돌구 실험

위 실험에서의 충돌은 운동량과 운동에너지 모두가 보존되는 완전탄성충돌이다. 운동량만 보존된다면 왼쪽에서 1개의 추를 충돌시킬 때 오른쪽에서 추 2개가 1/2의 속도로 운동해도 운동량은 보존된다. 또는 3개의 추가 1/3의 속도로 튕겨나가도 된다. 하지만 이 충돌은 운동에너지도 보존되기 때문에 2개의 추가 1/2의 속도로 튕겨나간다는 것은 불가능하다. 각각의 운동에너지를 보면... 왼쪽 추의 운동에너지 : 오른쪽 추의 운동에너지 : 가 되므로 서로 같지 않다. 따라서 운동량과 운동에너지가 보존되는 충돌에서는 1개의 추가 때리면 1개의 추가 같은 속도로 튕겨나가야 하며, 2개의 추가 때리면 2개의 추가 같은 속도로 튕겨나가야만 한다. 관련동영상
역학가상실험실/운동량과 충격량 2013. 9. 11. 15:07

운동량보존-에어트랙

운동량보존법칙 가. 반발계수 : 두 물체의 충돌 전의 가까워지는 속력과 충돌 후의 멀어지는 속력의 비를 말한다. 두 물체가 속력 v1, v2로 운동하다가 충돌한 뒤 속력이 v1', v2'로 되었다고 할 때 반발계수 e를 구하면 ( - 부호가 붙은 것은 충돌 후 상대속도의 방향이 바뀌기 때문이다. ) 반발계수 e는 0≤e≤1의 값을 갖습니다. (단. 여기서 말하는 가까워지는 속력과 멀어지는 속력은 상대속도를 말한다. 가까워지는 속력은 충돌 전의 상대속도 값으로 v1 - v2이고, 멀어지는 속력은 충돌 후의 상대속도 값으로 v2' - v1' 이다.) 반발계수는 충돌 전의 가까워지는 속도나 물체의 질량과는 상관없고 물체를 구성하는 물질에 따라 결정됩니다. 나. 충돌 (1) 충돌의 종류 ( 반발계수의 값에 관계..
역학가상실험실/운동량과 충격량 2013. 9. 11. 14:54

완전비탄성충돌-분열

외력이 없으면 계의 운동량은 변하지 않는다. 발사 전 운동량 합 = 발사 후 운동량의 합 따라서 포탄의 질량, 포탄의 속력이 클수록 대포가 밀려나는 속력이 커지게 된다. 운동량은 물체의 운동 규모와 관련된 물리량으로서, 질량이 m이고, 속도가 v인 물체의 운동량은 p=mv로 정의하고, 단위로는 kgm/s를 사용한다. 만일 물체가 운동하는 동안에 질량이 변하지 않는다면 뉴턴 운동 법칙은 힘 F가 일정한 경우 로 나타낼 수 있다. 즉, 물체에 작용한 힘은 그 물체의 운동량의 시간에 따른 변화율이다. 따라서 물체에 알짜힘이 작용하지 않는다면 그 물체의 운동량은 항상 같다. 이를 운동량 보존 법칙이라고 한다. (가)와 같이 대포가 포탄을 발사하기 전에는 정지하고 있으므로 운동량이 0이다. 그림 (나)와 같이 포..
역학가상실험실/운동량과 충격량 2013. 9. 11. 14:49

완전탄성충돌

완전탄성충돌그림과 같이 속도 vA직선 운동하고 있는 질량 mA인 물체 A가, 속도 vB 로 같은 직선 위를 운동하고 있는 질량 mB인 물체 B에 충돌하여 속도가 vA′, vB ′ 로 되었다고 하자. 두 물체가 충돌하는 매우 짧은 시간동안에 두 물체 사이에 상호 작용하는 힘의 크기는 작용-반작용의 관계에 의해 서로 같다. 따라서 두 물체에 작용하는 충격량의 크기는 같고, 방향은 반대가 된다. 한편, 충격량은 운동량의 변화량과 같으므로 물체 A의 경우 : 물체 B의 경우 : 가 되고, 작용-반작용 법칙에 의하여 FBA = - FAB이므로, 위의 식을 정리하면 다음과 같다. 이 식의 좌변은 충돌 전 두 물체의 운동량이고, 우변은 충돌 후의 운동량의 합이다. 따라서 두 물체가 충돌할 때 충돌 전후의 총 운동량은..
역학가상실험실/운동량과 충격량 2013. 9. 11. 14:46

완전비탄성충돌

운동량보존법칙 - 완전비탄성충돌 그림과 같이 질량이 m1, m2인 두 물체가 각각 속도 v1, v2로 운동하다가 충돌하여 서로 붙은 후, 어떤 속도 V로 움직이는 경우를 생각해 보자. 어떤 충돌에서도 운동량이 보존되므로, 충돌 전의 운동량의 총합은 충돌 후에 운동량의 총합과 같다. 나중 속도에 대하여 풀면, 과 같다. 관련동영상
역학가상실험실/운동량과 충격량 2013. 9. 11. 14:24

반발계수

반발계수공이 마루 바닥에 충돌하는 경우, 그림과 같이 높이 h에서 자유 낙하한 공이 마루 바닥에 충돌하여 다시 튀어오르는 높이 h' 이 클수록 잘튕겨 나오는 공이다. 낙하 운동에서 높이는 속력의 제곱에 비례하므로, 공이 잘 반발되는 정도를 보통 공이 마루 바닥에 닿는 순간의 속력 v의 충돌 직후의 속력 v'에 대한 비 값으로 나타낸다. 이 비 값은 충돌하는 두 물체에 의하여 결정되는 상수로 반발 계수라고 한다. 곧, 반발 계수 e는 로 주어진다. 두 공이 정면 충돌하는 경우 반발 계수는 어떻게 될까? 공이 마루 바닥과 충돌하는 경우, 속도 v는 마루 바닥에 접근하는 공의 충돌 전 마루 바닥에 대한 상대 속도이고, 속도 v'은 공의 충돌 후 마루 바닥에 대한 상대 속도이다. 아래 그림과 같이 일적선 위에서..
역학가상실험실/운동량과 충격량 2013. 9. 10. 21:28

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 역..
역학가상실험실/운동량과 충격량 2013. 9. 10. 19:46