일반물리학실험보고서-회전 운동과 관성 모멘트
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소개글

일반물리학실험보고서-회전 운동과 관성 모멘트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법
5. 측정값
6. 실험 결과
7. 결과에 대한 논의
8. 결론
9. 참고 문헌 및 출처

본문내용

. 실험결과
1. 회전축과 질량 중심축이 같은 경우
먼저 추의 질량, 낙하 속도를 이용한 관성 모멘트를 구해보도록 하자. 회전축 자체의 관성 모멘트는 를 이용하여 구한다.
- 회전축의 관성 모멘트는
= 4.48
- 원반의 관성 모멘트는 이므로
먼저 z축에 대한 관성모멘트 = 0.7330 4.48
다음으로 원반의 x축에 대한 관성모멘트를 구하면 = 0.0857-4.48이다.
마지막으로 고리에 대한 관성모멘트를 구하면
=6.9160-0.7330
원반의 질량, 반경을 이용하여 관성모멘트를 구해보도록 하자.
먼저 z축에 대한 관성 모멘트는 이므로 = 1.32
x축에 대한 관성 모멘트는 이므로 = 1.99
- 고리의 질량(0.205 kg), 내경(0.054m), 외경(0.063m)을 이용한 관성모멘트
이므로 = 7.06 이다.
두 개의 방법으로 관성모멘트 값을 계산해 보았을 때 차이가 보인다. 오차의 요인으로 볼 수 있는 것을 알아보자면 사람이 하는 계산인 만큼 정확한 시간의 측정이 불가능 하였다. 또한 기구들 사이의 마찰, 공기저항 등 계기오차 때문에 오차가 발생하였을 것으로 추정된다.
7. 결론에 대한 논의
‘회전운동과 관성모멘트’라는 제목에서도 알 수 있듯이 각 물체의 관성모멘트를 측정하는 실험이었다. 측정하는 방법에는 2가지방법이 있으며 앞에서 2가지의 방법을 모두 사용하여 구해보았다. 방법에 따라 관성모멘트에서 차이가 나타났으며 이는 오차가 발생하였다는 것을 의미한다. 특히 이 식에 있어서 질량과 반지름에서 오차가 발생하더라도 그 차이는 극히 드물다. 따라서 초시계로 측정한 에서 오차가 발생하였을 가능성이 크다고 볼 수 있다.
매달린 추의 무게가 크면 클수록 낙하시간이 줄어듬을 볼 수 있다. 추가 무거울수록 중력에 의하여 받는 힘이 증가하여 속도가 빨라지기 때문이다. 또한 회전물체가 아무것도 없을 때 시간이 작게 걸렸으며 물체가 없을수록 회전하는 속도가 더 빠르기 때문인 것 같다.
실험 결과에서 오차가 발생하는 원인을 정리해본 결과, 추와 추 걸이가 낙하하는 동안 발생하는 공기저항과, 회전 중 회전하는 물체와 고정시키는 물체 사이의 마찰력, 회전판과 원반, 고리의 반경을 측정할 때와 낙하거리 설정에서 발생하는 오차, 낙하 시간 측정에서 거시적으로 초시계를 이용하여 측정함으로서 발생하는 오차, 실의 장력에 의해 발생하는 오차, 물체가 정확한 정지한 상태를 이루지 못한 점, 등의 다양한 원인이 있었다.
8. 결론
이번 실험은 회전운동을 하는 물체의 관성모멘트를 측정하는 실험이다. 원반과 고리에 대한 관성모멘트를 비교하였을 때, 관성모멘트의 공식에 의하면 R과 M이 커지면 관성모멘트가 증가하므로 R과 M이 모드 원반이 고리보다 관성모멘트가 크다는 것을 알 수 있으며, 또한 같은 물체라 하여도 실제의 반지름은 같으나 X축, Z축으로 놓았을 때 회전반지름이 X축일 경우 줄어 드므로 회전속도가 빨라 측정시간이 줄어듬을 알 수 있다.
9.참고 문헌 및 출처
일반물리학실험, 제3판, 물리학교재편찬위원회, 청문각, 2014년
p.119-128
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  • 페이지수7페이지
  • 등록일2019.09.01
  • 저작시기2018.6
  • 파일형식한글(hwp)
  • 자료번호#1110125
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