일반물리학 회전관성 실험

소개글

일반물리학 회전관성 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적 및 이론
2. 실험 방법 및 순서
3. 실험 결과
4. 질문과 답
5. 고찰

본문내용

실험한다. 첫 번째로는 추를 달지 않고 실험을 해보았는데 매달린 질량이 0.024kg이고 추를 달지 않았을 때 가속도는 0.334로 매달린 질량이 같다는 조건에서 가장 빠른 가속도이다. 이는 추를 달았을 때는 추의 무게가 있기 때문에 회전관성이 약해져 가속도가 약해진 것으로 볼 수 있다. 회전관성의 값은 매달린 질량이 같은 실험들중에서 가장 작은 값을 보인다. 또한 회전관성은 무게와도 관련이 있기 때문에 추를 달지 않은 실험이 가장 작게 나오게 된다. 2.3번째 실험에서는 막대의 중심점으로부터 각 추의 중심까지의 거리를 달리하여 실험해 보았는데, 회전 반경이 짧을 때에는 가속도의 값이 더 빠르게 측정되었다. 이것은 회전반경이 짧으면 회전하는 데에 더 적은 시간이 걸리고 시간당 회전수가 늘어나게 되므로 가속도가 올라간 것으로 추측된다. 회전관성은 반대로 더 작게 나오게 된다. 접선가속도가 크면 에서 의 값이 커지고 이는 회전관성 식에서 에서 분모로 들어가기 때문에 접선가속도가 크면 클수록 회전관성의 값은 작아진다. 실험결과에서도 이와 같음을 확인할 수 있다. 이론적으로 보면 추의 질량에 관계없이 회전관성은 일정하게 계산되어져야 했으나 실험결과를 분석하여 보면 대체적으로 실험값이 이론값과 비교하였을 때 크게 계산되었다. 이는 오차 때문이라고 할 수 있는데 오차는 5%~20%까지 다양하게 나왔다. 오차가 발생하는 이유를 생각해보면 다음과 같이 여러 가지가 있을 수 있다. 추가 좌우로 흔들리면서 낙하할 경우 정확한 에너지보존을 기대하기 어렵고 같은 거리를 내려오는 추의 시간은 길어지게 되며 이는 회전관성을 증가시키는 요인이 된다. 또한 공기저항도 회전관성을 증가시킨다. 다른 요인으로는 실의 감긴 상태가 있다. 실이 감긴 상태가 항상 같지 않기 때문에 실이 촘촘히 감긴 경우 추가 상대적으로 느리게 내려올 것이고 이는 회전관성의 증가를 가져온다. 반대로 실이 느슨하게 감긴 경우 추가 상대적으로 빠르게 내려올 것이고 이는 회전관성의 감소를 가져온다. 오차를 줄일 수 있는 방법으로는 측정장치의 정밀도를 최대로 하고 실험횟수의 절대량을 늘려 오차량을 줄이는 방법이 있고 추를 낙하시킬 때 최대한 정지된 상태에서 흔들리지 않도록 직선으로 낙하시킨다. 그리고 실을 감을 때 항상 같게 감을 수 있도록 한다. 이번 실험에서 질량, 회전체, 회전 반경 등의 변수를 바꾸어 가면서 실험하여 회전관성에 대한 개념을 이해할 수 있었다.

키워드

회전관성,   낙하,   이론값,   실험값,   추 질량,   토크,   관성 모멘트,   접선 가속도,   회전물체