실험 기구 및 재료

공기 미끄럼대(air track), 송풍기, 활차, 포토게이트 계시기 2대, 수평계, 추, 저울, 자

실험 장치

충돌판의 활용법(충돌판은 조당 2개가 배치된다.)

 

실험 방법 요약

(1) 미끄럼대의 한쪽 끝에 있는 활차 발사기를 사용하여 하나의 활차를 발사 하고, 포토게이트 계시기가 정상적으로 작동하는지 확인한다.

완충기가 부착된 활차

실험 1. 완전 탄성 충돌 - 활차 한 개를 사용하는 경우

(1) 활차 1개와 포토게이트 계시기 1대를 사용하여, 공기 미끄럼대 반대쪽 끝 부분을 향하여 활차를 발사시켜 탄성 충돌 시킨다. 활차가 포토게이트 계시기를 지나는 시간과 완전 탄성 충돌 후 되돌아와 계시기를 다시 지나는 시간을 측정한다.

(2) 충돌 후 속도의 실험값과 이론값을 계산한다.

♠ 탄성충돌 실험을 하려면 활차에 완충기를 부착해야 한다. 활차 발사기가 활차에 부착되면 완충기로 사용된다.

활차 한 개를 사용한 완전 탄성 충돌 실험

실험 2. 완전 탄성 충돌 - 질량이 같은 두 활차의 경우

(1) 질량이 같은 두 개의 활차를 준비한다.

(2) 활차 하나는 미끄럼대의 중앙에 정지시켜 두고, 다른 하나는 발사기로 발사를 하여 충돌 시킨 다음 충돌 전후 활차가 계시기를 지나는 시간을 각각 측정한다.

(3) 충돌 전후의 속도를 계산한다.

질량이 같은 두 활차를 사용한 완전 탄성 충돌 실험

실험 3. 완전 탄성 충돌 - 질량이 다른 두 활차의 경우 ( 가벼운 활차에 힘을 가할 때)

(1) 무거운 활차를 미끄럼대의 중앙에 정지시키고 가벼운 활차를 발사하여 충돌시킨 다음 충돌 전후 활차가 계시기를 지나는 시간을 각각 측정한다.

(2) 충돌 전후의 속도를 계산한다.

실험 4. 완전 탄성 충돌 - 질량이 다른 두 활차의 경우 ( 무거운 활차에 힘을 가할 때)

(1) 가벼운 활차를 미끄럼대의 중앙에 정지시키고 무거운 활차를 발사하여 충돌시킨 다음 충돌 전후 활차가 계시기를 지나는 시간을 각각 측정한다.

(2) 충돌 전후의 속도를 계산한다.

(선택) 실험 5. 완전 비탄성 충돌 실험

(1) 활차에 고무줄 완충기를 제거하고 비탄성충돌용 결합장치를 결합한 후 두 활차의 질량이 같도록 질량을 조절한다.

완전 비탄성충돌용 결합장치

(2) 두 활차 중 하나는 중앙에 정지시켜 두고, 다른 하나는 발사기로 발사하여 충돌 시킨 다음 충돌 전후 활차가 계시기를 지나는 시간을 각각 측정한다.

(3) 충돌 전후의 속도를 계산한다.

* 포토게이트 계시기의 자세한 사용법은 부록을 참조한다.