[일반물리학실험Ⅰ] 14장. 회전운동과 관성모멘트(결과레포트)

소개글

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목차

1.실험 목적
2.실험 원리
3.실험 기구 및 재료
4.실험 방법
5.측정값
6.실험 결과
7.질문 및 토의
8.결론 및 검토
※참고문헌 및 출처

본문내용

344697
d = 0.03m
0.003857492
d = 0.06m
0.046891372
d = 0.09m
0.23554056
d = 0.12m
0.811385054
(2) 에너지 보존법칙을 이용하여 (14.12)식을 유도하시오.
이므로
에 을 대입해서 전개하면
(3) (14.2)를 이용하여 (14.3), (14.4)식과 (14.5)식을 유도하시오.
두꺼운 원통의 경우 큰 원의 관성모멘트와 작은 원의 관성모멘트를 더해줘야 하므로
(4) 마찰에 의한 효과를 줄이기 위한 실험을 계획하고 실험 결과를 보이시오.
회전 막대에서 도르래까지의 실을 되도록 수평이 되게 하고, 진공상태에서 실험을 수행하며, 실험기구가 회전할 때의 마찰력을 최소화시키기 위해 그리스나 기름칠을 함으로써 마찰에 의한 효과를 줄일 수 있다. 회전축이 질량중심축과 다를 경우에는 회전대가 회전할 때 실험장치가 기울지 않도록 고정이 되도록 한다.
결론 및 검토
이번 실험은 회전 장치에 의한 관성모멘트 측정으로 우선 관성 모멘트에 대해 알아보는 실험을 수행하였다. 관성모멘트에 대한 개념이 아직 없어서 조교님의 설명을 들었음에도 불구하고 이해를 잘 하지 못했는데 나중에 일반물리학 강의 때 공부를 열심히 해서 개념을 잘 익혀야 할 것 같다.
결과 값을 분석해보면 회전축의 반경이 작아지면 대체로 회전 관성이 감소하는 것을 알 수 있는데, 이는 회전 반경이 작아지면 질량이 회전축에 대해 더 가깝게 모여 있기 때문이다.
질량이 물체의 병진 운동에서의 관성의 척도인 것처럼 관성모멘트는 고정 축에 대한 회전 운동에서 회전 관성의 척도이다. 즉, 회전체의 회전 관성은 물체의 질량뿐만 아니라 질량이 어떻게 분포하고 있는가에 따라서도 달라진다. 때문에 축의 반경이 일정하면 축 자체의 회전관성은 일정하지만 축의 반경이 달라짐에 따라 회전관성이 달라지는 것이다.
자체 관성모멘트를 측정하는 실험은 잘 된 듯 하다. 측정값도 세 번의 실험 모두 비슷하게 나왔다. 그러나 이론값은 구할 수가 없어서 오차가 얼마나 났는지 알수 없는게 아쉬웠다. 원반의 관성모멘트를 측정하는 실험에서는 순수한 원반만의 관성모멘트를 구하기 위해 측정한 관성모멘트에서 자체 관성모멘트 값을　빼 줌으로서 구할 수 있었다. 링의 관성모멘트도 원반과 같은 방법으로 측정할 수 있었다.
오차의 원인 : 이제껏 했던 실험과 마찬가지로 마찰력이 실험에 가장 큰 원인을 주었다. 도르래와 실 사이의 마찰력도 작용했을 것이고, 회전장치 자체에서도 돌면서 마찰력이 작용했을 것이다. 또 실험 도르래와 회전센서사이에 직각이 되도록 해야했는데 눈으로 보기에는 분명 직각이었지만 정확하지는 않았을 것이다.
※참고문헌 및 출처
일반물리학실험/부산대학교 물리학 교재편찬위원회/179~189p
일반물리학/범한서적/David Halliday
http://blog.naver.com/ppaaiill?Redirect=Log&logNo=80052133097
http://blog.naver.com/koreasds?Redirect=Log&logNo=130017705604

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