역학
탄성 충돌
공이 튕겨 나가도 총 운동량이 일정한 것을 관찰하세요.
탄성 충돌 — 인터랙티브 역학 시뮬레이션. 공이 튕겨 나가도 총 운동량이 일정한 것을 관찰하세요. 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
운동량 보존
외력이 없는 충돌에서는 총 운동량이 보존됩니다. 탄성 충돌에서는 운동 에너지도 보존됩니다.
마찰 없는 면에서 두 공이 충돌하면 각 공의 운동량은 변하지만 계의 총 운동량은 같습니다. 거의 탄성 충돌에서는 운동 에너지가 거의 유지된 채 튕겨 나옵니다.
- p = mv → Σp_before = Σp_after
- KE = ½mv² (탄성 충돌에서 보존)
조사 개요
랩을 열기 전에 질문을 계획하세요.
이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.
운전 질문
두 개의 동일한 공이 같은 속도로 서로를 향해 굴러가며 탄력적으로 충돌합니다. 충돌 후 속도는 이전과 어떻게 비교됩니까?
검토할 예측
- 각 공은 처음에 들어온 속도와 동일한 속도로 똑바로 다시 튕겨 나옵니다.
- 두 공 모두 충돌 지점에서 정지합니다.
- 두 공은 마치 서로를 통과한 것처럼 변함없이 계속됩니다.
다양한 역할
설정하는 것:
- 질량 m(각 공) (kg)
- 접근 속도 v (m/s)
측정하는 것:
- 공 A 운동량 p = mv (kg·m/s)
- 공 A KE = ½mv² (J)
- 충돌 후 공 A의 운동량 — 이상적 예측 (kg·m/s)
- 충돌 후 총 운동량 (A + B) (kg·m/s)
실험 진행 방법
- elastic-collision 시뮬레이션을 열고 Reset을 누릅니다.
- 두 공의 질량이 동일한지 확인하고 아래 각 시행에 대한 접근 속도를 설정합니다(공 A는 오른쪽으로 이동하고 공 B는 동일한 속도로 왼쪽으로 이동).
- 재생을 누르고 두 공의 운동량 조사를 관찰하고 공이 분리된 직후 공 A의 운동량 판독값을 기록합니다.
지배방정식
운동량 — p = m·v
각 시행에 대해 설정한 질량 및 접근 속도를 통해 충격 전 각 공의 운동량. 총 운동량(공 A + 공 B)은 충돌을 통해 보존됩니다.
운동에너지 — KE = ½·m·v²
라이브 시뮬레이션의 복원 계수 0.98은 e²만 남기므로, 심화 답변에서 이 차이를 설명해야 합니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 한 번의 시행에 대해 충돌 전 공 A의 운동량(p = mv)을 계산하는 작업을 보여주고 이를 시뮬레이션의 운동량 프로브 판독값과 비교합니다.
- 부호가 바뀐 것은 이 공의 방향에 대해 무엇을 말해 주나요? 공 A + 공 B의 전체 운동량은 보존되나요?
실험 밖에서의 활용
- 반동 운동량이 이상적인 예측과 어떻게 다를 것으로 예상하며, 그 이유는 무엇인가요?
- 공 B가 공 A보다 두 배 더 무거워도 공 A가 여전히 똑바로 튕겨 나올까요? 이에 대해 추론하려면 일반적인 elastic-collision 공식을 사용하십시오.
- AP Physics 1 — Unit 4: Linear Momentum
- AP Physics C: Mechanics — Unit 4: Linear Momentum
- IB Physics — A.2 Forces and momentum
- General High School Physics — Momentum & collisions
- NGSS High School Physics — Conservation of momentum
- Middle School Physical Science — Newton's third law and collisions
- Middle School Physical Science — Kinetic energy
- 탄성 충돌에 오신 것을 환영합니다
- 재생을 누르세요
- 운동량 교환
- 공 선택
- 데이터 열기
- 잘 하셨습니다!
대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.