실험레포트 부산대 일반물리학실험 `운동량과 에너지 보존`

실험레포트 부산대 일반물리학실험 `운동량과 에너지 보존`

[실험레포트] 부산대 일반물리학실험 '운동량과 에너지 보존'.hwp

본문 결과 보고서 측정값 충돌 직전 쇠구슬의 운동량 측정 및 진자의 최대 도달 높이 측정 Short Range Medium Range Long Range 수평거리 최대각 수평거리 최대각 수평거리 최대각 1 0.840 16 1.382 29 1.931 42 2 0.823 17 1.391 29 1.948 42.5 3 0.847 17 1.376 28 1.963 43 4 0.839 16.5 1.388 28.5 1.939 42.5 5 0.855 17 1.396 29 1.932 42 6 0.862 18 1.375 27 1.933 42.5 7 0.870 16.5 1.384 28.5 1.971 43.5 8 0.855 16 1.394 29.5 1.951 43 9 0.844 17 1.367 27 1.944 42.5 10 0.821 18 1.380 28 1.965 43 단위 : 1 2 3 4 5 평균 표준오차 0.0669 0.0671 0.0670 0.0671 0.0669 0.0670 0.00004 0.2651 0.2651 0.2651 0.2651 0.2651 0.2651 0 0.873 0.874 0.874 0.875 0.875 0.8742 0.00037 0.285 0.284 0.283 0.285 0.285 0.2844 0.00040 0.297 0.299 0.297 0.298 0.298 0.2978 0.00037 단위 : c. 진자의 주기 1 2 3 4 5 1.038 1.048 1.032 1.034 1.044 1.0392 0.003 단위 : 실험 결과 Short Range Medium Range Long Range 0.139 ± 0.001 0.219 ± 0.000 0.308 ± 0.001 0.130 ± 0.027 0.217 ± 0.032 0.322 ± 0.017 0.029 0.011 0.043 0.134 0.359 0.712 0.032 0.089 0.195 0.762 0.753 0.726 0.040 0.065 0.092 0.036 0.060 0.089 0.099 0.082 0.032 충돌 전 쇠구슬의 운동량 mv _ b =mx sqrt g over 2y -> ( 에는 각각의 평균값을 넣고, 을 넣어 계산한다.) 충돌 후 진자의 운동량 Mv _ p =M sqrt 2gR _ cm (1-cos theta ) -> ( 에도 각각의 평균값을 적용하여 계산한다.) 충돌 전 쇠구슬의 에너지 E _ i = 1 over 2 mv _ b ^ 2 충돌 후 쇠구슬의 에너지 E _ f = 1 over 2 Mv _ p ^ 2 충돌 직전 쇠구슬의 운동량 L _ b =mR _ b v _ b 충돌 후 진자의 각 운동량 L _ p = sqrt 2IMgR _ cm (1-cos theta ) -> ( 진자의 관성모멘트 I= MgR _ cm over 4 pi ^ 2 T ^ 2 이므로 위의 식에 대입하면, L _ p = sqrt 2 MgR _ cm over 4 pi ^ 2 T ^ 2 MgR _ cm (1-cos theta ) `=` MgR _ cm over 2 pi T sqrt 2(1-cos theta ) ) 충돌 전 공의 운동량에 대한 표준오차 , 충돌 후 진자의 운동량에 대한 표준오차 -> 오차의 전파를 이용해서 계산 ('질문 및 토의'에서 다룬다.) 질문 및 토의 (1) 충돌 후 진자의 운동량에 대한 표준오차를 오차의 전파를 이용해 계산하시오. 충돌 후 진자의 운동량은Mv_p = M SQRT 2gR_cm (1 - cos theta ) 이므로, 진자의 운동량을 알고자 할 때, 에서 나타나는 오차가 운동량에 영향을 미친다. 이때 진자의 운동량의 평균값은 overline Mv_p = overlineM SQRT 2g overline R_cm ( 1 - cos overlinetheta) 이고, 표준편차S_Mv_p = SQRT LEFT ( PARTIAL Mv_p over partial M RIGHT )^2 (S_M ) ^2 + LEFT ( PARTIAL Mv_p over partial R_cm RIGHT )^2 ( S_R_cm )^2 + LEFT ( PARTIAL Mv_p over partial theta RIGHT )^2 ( S_theta )^2 이므로, 표준오차 sigma _Mv_p = S_Mv_p over SQRT N 을 계산하면, -> Short range에서 0.027, Medium range에서 0.032, Long Range에서 0.017 이 계산된다. (소수 넷째자리에서 반올림) (2) 충돌 전 공의 운동량에 대한 표준오차를 오차의 전파를 이용해 계산하시오. 충돌 전 공의 운동량은 mv_b = mx SQRT g over 2y 이므로, 공의 운동량을 알고자 할 때, m ,x ,y 에서 나타나는 오차가 운동량에 영향을 미친다. 이때 공의 운동량의 평균값은 overline mv_b = overlinem overline x SQRT g over 2overline y 이고, 표준편차S_mv_b = SQRT LEFT ( partial mv_b over partial m RIGHT ) ^2 (S_m ) ^2 + LEFT ( partial mv_b over partial x RIGHT ) ^2 (S_ x ) ^2 + LEFT ( partial mv_b over partial y RIGHT ) ^2 (S_ y )^2 이므로, 표준오차 sigma _mv_b = S_mv_b over SQRT N 을 계산하면, -> Short Range에서 0.001, Medium Range에서 0.000, Long Rage에서 0.001 이 계산된다. (소수 넷째자리에서 반올림) (3) 진자를 강체로 고려할 경우와 하지 않을 경우의 차이점이 무엇인가? 어느 실험이 더 작은 오차를 나타내는가? 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 운동량, 충돌, 오차, 진자, 표준, 표준오차