역학
비탄성 충돌
공이 거의 튕기지 않고 운동 에너지가 줄어드는 것을 관찰하세요.
비탄성 충돌 — 인터랙티브 역학 시뮬레이션. 공이 거의 튕기지 않고 운동 에너지가 줄어드는 것을 관찰하세요. 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
비탄성 충돌
비탄성 충돌에서는 운동 에너지가 보존되지 않습니다. 물체가 붙거나 탄성 경우보다 느리게 움직일 수 있습니다.
외력이 무시할 만큼 작으면 운동량은 여전히 보존되지만, 일부 운동 에너지는 내부 에너지(변형, 열)가 됩니다. 반발 계수가 낮으면 충돌이 눈에 띄게 ‘끈적’해 보입니다.
- Σp_before = Σp_after
- KE_after < KE_before
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
움직이는 공이 정지해 있는 더 무거운 공과 충돌하여 함께 움직입니다. 운동에너지를 잃어도 운동량은 보존되는가?
검토할 예측
- 운동량과 운동에너지가 모두 보존된다
- 운동량은 보존되지만 운동에너지는 보존되지 않는다.
- 운동량도 운동에너지도 보존되지 않는다
다양한 역할
설정하는 것:
- 공의 질량 A m₁ (kg)
- 볼 B의 질량 m₂ (kg)
- 공의 초기 속도 A v₁ (m/s)
측정하는 것:
- 초기 운동량 p = m₁v₁ (kg·m/s)
- 충돌 후 결합 속도 (m/s)
실험 진행 방법
- 비탄성 충돌 시뮬레이션을 열고 Reset을 누릅니다.
- 볼 A와 볼 B에서 KE 프로브를 활성화합니다.
- 아래의 각 시행에 대해 공 A의 초기 속도를 설정하고 재생을 누른 다음 두 공이 충돌한 직후에 움직이는 공유 속도를 기록합니다.
지배방정식
기세 — p = m·v
이번 충돌을 포함하여 모든 충돌에서 보존되는 양입니다. 공 B는 정지 상태에서 시작하므로 충격 전 시스템의 총 운동량은 공 A의 운동량 m₁v₁입니다.
운동에너지 — KE = ½·m·v²
운동량과 달리 운동 에너지는 비탄성 충돌에서 보존되지 않습니다. 충돌 전후의 총 KE를 비교하면 변형과 열로 손실된 에너지의 양을 알 수 있습니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 한 번의 시행에 대한 초기 운동량 p = m₁v₁를 계산하는 작업을 보여주고 이를 동일한 시행에서 시뮬레이션의 판독값과 비교하십시오.
- 총질량(m₁ + m₂)과 운동량 보존을 이용하여 최종 속도를 예측하고 기록된 값과 비교하세요. 예측값은 얼마나 일치하나요?
실험 밖에서의 활용
- 충돌 직전과 충돌 직후의 운동 에너지를 계산합니다(최종 속도와 총 질량을 결합하여 사용). 사라진 운동에너지는 어디로 갔나요?
- 이 충돌은 완전히 비탄성적이지는 않습니다(복원 ≒ 0.05, 정확히 0은 아님). 실제 최종 속도가 이상적인 예측보다 약간 높을 것으로 예상하십니까, 아니면 낮을 것으로 예상하십니까? 설명하다.
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Newton's third law and collisions
- Middle School Physical Science — Kinetic energy
- 비탄성 충돌에 오신 것을 환영합니다
- 재생을 누르세요
- 공 선택
- 에너지 손실
- 데이터 열기
- 잘 하셨습니다!
대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.