탄성 충돌 및 운동량 보존

1 · 예측

두 개의 동일한 공이 같은 속도로 서로를 향해 굴러가며 탄력적으로 충돌합니다. 충돌 후 속도는 이전과 어떻게 비교됩니까?

• 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.

2 · 설정

1. elastic-collision 시뮬레이션을 열고 Reset을 누릅니다.
2. 두 공의 질량이 동일한지 확인하고 아래 각 시행에 대한 접근 속도를 설정합니다(공 A는 오른쪽으로 이동하고 공 B는 동일한 속도로 왼쪽으로 이동).
3. 재생을 누르고 두 공의 운동량 조사를 관찰하고 공이 분리된 직후 공 A의 운동량 판독값을 기록합니다.

3 · 데이터 수집

접근 속력 v(x축)에 대해 충돌 전 공 A의 운동 에너지(y축)를 그래프로 그리세요.

4 · 분석

1. 한 번의 시행에 대해 충돌 전 공 A의 운동량(p = mv)을 계산하는 작업을 보여주고 이를 시뮬레이션의 운동량 프로브 판독값과 비교합니다.
2. 부호가 바뀐 것은 이 공의 방향에 대해 무엇을 말해 주나요? 공 A + 공 B의 전체 운동량은 보존되나요?

5 · 확장

1. 반동 운동량이 이상적인 예측과 어떻게 다를 것으로 예상하며, 그 이유는 무엇인가요?
2. 공 B가 공 A보다 두 배 더 무거워도 공 A가 여전히 똑바로 튕겨 나올까요? 이에 대해 추론하려면 일반적인 elastic-collision 공식을 사용하십시오.

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