京都府立久御山高等学校 萬処 展正先生 の教材プリント
実験 運動量保存の法則 その2
                                        1999年12月28日 開設 

●目 的
2つの物体が一直線上で衝突するとき、その前後で運動量保存の法則が成り立つことを調べる。また、はねかえり係数についても求める。
●準 備
ビースピ、ビー玉(大小各1個)、糸、おもり、セロテープ、スタンド、クランプ
斜面台、ものさし(1m)、長い紙(1m)、カーボン紙(2枚)、電子てんびん
●方 法
(1)図のように配置する。斜面台はクランプで固定する。

(2)図の高さhを測る。2つのビー玉の質量を電子てんびんで測る。
(3)床に長い紙をセロテープで固定する。
(4)図の点Pからおもりを糸で垂らし、点Qを紙上に書き込む。
(5)2つのビー玉の落下点R,Sをおおよそ確かめておき、その上にカーボン紙を裏向きに置く。
(6)ビー玉をころがし、飛び出すときの速さVBと水平到達距離x,yを測る。このときよく見ておかないと、RやSが分からなくなる。
(7)コツ:記録が終われば、紙上の点はすべて×や○などの印を書き込む。
その目的は、次の実験におけるR,Sが分かりやすいように。
(8)いろいろな速さvBとなるように、何種類か実験する。
(9)運動量が保存されているといえるかどうか、検討する。
なお、誤差(%)=|衝突前後の運動量の差/衝突前の運動量|×100 として計算せよ。
●理 論

ここで、衝突後のビー玉大、ビー玉小の速度をvB ,vA とおくと、

となる。
ビー玉大とビー玉小の質量をM,mとおく。衝突前の速度をvとおく。

・運動量保存則 MV=mvA+mvBなので

実験データを用いて、衝突前後の運動量が求められる。
・はねかえり係数

実験 運動量保存の法則 その2 レポート

●実験者 年 組 番 名前

●実験日 年 月 日 限目 at 物理実験室

●共同実験者

●データ

h= m
ビー玉大の質量 M= kg ビー玉小の質量 m= kg
回数
[km/h]

[m/s]

[m]

[m]
の部分を
測定する
       
       
       
       
       

重力加速度は
9.80m/s2とする
 

衝突前の運動量 衝突後の運動量 差の割合(%) e

●結論 運動量が保存されているといえるかどうか、検討せよ。

※最も誤差の小さいものでも10%以上あれば、実験のどこに原因があったかを考えよ。

●感想・考察
 

京都理化学協会事務局