[일반물리학 실험] 회전운동과 관성모멘트 : 회전축에 대한 물체의 관성모멘트의 정의를 이해하고 실험적으로 측정하여 이론적인 값과 비교하고 물체마다 관성모멘트가 다른지에 대해 알아본다.

소개글

[일반물리학 실험] 회전운동과 관성모멘트 : 회전축에 대한 물체의 관성모멘트의 정의를 이해하고 실험적으로 측정하여 이론적인 값과 비교하고 물체마다 관성모멘트가 다른지에 대해 알아본다. 에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 원리
< 1. 기본개념 >
< 2. 회전축이 질량중심축과 같을 경우 >
< 3. 회전축이 질량중심축과 다를 경우 >

3. 실험 기구 및 재료

4. 실험방법
< 실험1 : 회전축 자체의 관성모멘트 >
< 실험2 : 원반과 고리의 관성모멘트 >

5. 측정값

6. 실험 결과

7. 결과에 대한 논의

8. 결론

9. 참고 문헌

본문내용

27.37
5
1.51
16.10
23.70
27.58
평 균
1.36
17.7
23.4
26.9
표준오차
0.07
0.4
0.2
0.4
- 회전판의 질량 : 25.6g
- 원반의 질량 : 1412g
- 고리의 질량 : 1258g
6. 실험 결과
1) 회전축과 질량 중심축이 같은 경우
① 추의 질량, 낙하 속도 측정값을 이용한 관성 모멘트
회전축의 관성모멘트() :
원반(z축)의 관성모멘트() :
원반(x축)의 관성모멘트() :
고리의 관성 모멘트 :
② 물체의 질량, 반경을 이용한 관성모멘트(이론값)
회전축의 관성모멘트 :
원반(z축)의 관성모멘트 :
원반(x축)의 관성모멘트 :
고리의 관성 모멘트 :
실험1.2결과 표1의 결과값을 실험원리에서 배운 관성 모멘트 식에 대입하여 회전축, 원반(z축,x축), 고리의 관성모멘트를 구하면 회전축의 관성모멘트는 이고 원반(z축)의 관성모멘트는 이고 원반(x축)의 관성모멘트는 고리의 관성모멘트는 으로 결과값이 나온다. 이론값의 회전축의 관성모멘트는 이고 원반(z축)의 관성모멘트는 이고 원반(x축)의 관성모멘트는 고리의 관성모멘트는 이다. 원반(z축) 과 고리는 실험값과 이론값이 약간의 오차가 발생했지만 회전축 과 원반(x축)의 실험값과 이론값은 상당히 큰 오차가 발생함을 알 수 있다.
7. 결과에 대한 논의
이번 실험에서 회전하는 물체에 대한 관성 모멘트의 실제값과 이론값을 구해 그 값들을 비교해 보는 것이었는데 우리조의 실험결과를 살펴보면 실제값과 이론값 사이에 상당한 오차가 발생했다. 원반(z축) 과 고리는 실험값과 이론값이 약간의 오차가 발생했지만 회전축 과 원반(x축)의 실험값과 이론값은 상당히 큰 오차가 발생했다. 오차가 발생한 원인에는 추가 도르래에 걸쳐서 내려오는 동안의 시간을 잴 때, 사람이 직접 초시계로 시간을 재다 보니 땅에 닿았을 때 까지 걸린 시간을 정확히 재는 데는 어려움이 있었다. 또한 회전판을 회전대에 끼워서 실험을 하다 보니, 회전판이 도는 과정에서 회전판과 회전대 사이의 마찰력도 오차의 원인이 되었다. 그리고 실험을 할 때 수평계를 사용하여 회전판이 수평이 되도록 지지대를 조절하고, 또 실과 회전대가 평행하도록 맞춰줘야 하는데 그렇게 하지 못했다. 따라서 오차가 발생했다.
8. 결론
이번 실험에서는 회전축에 대한 물체의 관성모멘트의 정의를 이해하고 실험적으로 측정하여 이론적인 값을 비교해보는 실험이었는데 관성 모멘트는 관성모멘트는 관성능률이라고도 하며, 회전하는 물체가 그 때의 상태를 유지하려고 하는 에너지의 크기를 말한다. 관성 모멘트 식은 이론값과 실제값이 다르다. 실험은 회전판에 접선방향으로 실을 달아 도르래에 연결하여 도르레에 달린 추가 일정 높이동안 떨어지는 시간을 측정하여 관성모멘트를 구하였다. 그 회전판에 원반, 고리 등을 얹어 관성 모멘트 값을 구하고 그 값에 회전축의 관성모멘트를 빼주어 실제 원반과 고리의 관성 모멘트 값을 구하였다. 실험결과를 토대로 실제 관성 모멘트 값과 이론 관성 모멘트값을 구하여 비교해보았을때 원반(z축) 과 고리는 실험값과 이론값이 약간의 오차가 발생했지만 회전축 과 원반(x축)의 실험값과 이론값은 상당히 큰 오차가 발생했다. 오차가 발생한 원인에는 사람이 직접 초시계로 시간을 측정해 정확하지 못했고 또 회전판과 회전대 사이의 마찰력도 오차의 원인이 되고 회전판이 수평으로 정확히 맞지 않아 오차가 발생하였다.
9. 참고 문헌
일반물리학실험-부산대학교 물리학교재편찬위원회 제3판
네이버 지식백과 http://terms.naver.com/
일반물리학 개정 9판, 범한주식회사, Halliday Resnick Jearl Walker 공저

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