[일반물리학실험]관성모멘트 측정 실험 예비 결과 레포트

소개글

[일반물리학실험]관성모멘트 측정 실험 예비 결과 레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

목적

이론

장치기구

실험방법

실험결과

결 론

본문내용

수
1
2
3
4
5
평균
0.18
4.355
4.836
4.678
4.762
4.932
4.713
0.15
3.875
4.004
3.998
4.113
3.764
3.951
0.10
2.973
2.768
2.804
2.837
3.082
2.893
2) 질점의 위치에 따른 관성모멘트 측정 결과
0.18(m) : 0.1246
0.15(m) : 0.09596
0.10(m) : 0.06024
질문 및 결론
1. 원판, 막대, 질점의 관성모멘트의 이론값과 실험에서 구한 실험값을 비교하여라.
원 판
막 대
질 점
이 론 값
0.0105
0.01296(r = 0.18)
0.009(r = 0.15)
0.004(r = 0.10)
-
실 험 값
0.392
0.1246(r = 0.18)
0.09596(r = 0.15)
0.006024(r = 0.10)
-
오 차
0.3815
0.11166(r = 0.18)
0.08696(r = 0.15)
0.002024(r = 0.10)
-
2. 대칭축을 중심으로 회전하는 물체의 총 운동 에너지는 K= mv2 + Iw2이다. 지면으로부터 h의 높이에 놓여진 질량 M, 반지름 R의 원판이 경사면을 따라 미끄러짐 없이 굴러 내려갈 때 지면에서의 원판의 속력은?
mgh = mv2 + Iw2 , I = mL(=R)2 , v= Rw , w= v/R
따라서 식은 다음과 같이 정리된다.
mgh = mv2 + * mR2 * (v/R)2
질량m은 양변에서 제거된다. 따라서 식은,
gh=1/2v2+1/2v2 , v2=gh , v=(gh)^
속력은 중력과 높이의 곱의 제곱근이다.
3. 실험에서 구한 관성모멘트는 질량 중심에서의 관성모멘트 Icm이다. 회전축을 변화시키면 관성모멘트의 값도 변화한다. 질량이 M인 물체의 회전축을 h만큼 평행하게 이동시키면 관성모멘트 I는 어떻게 되는가?
관성 모멘트는 같은 물체의 경우라도 어떤 축을 회전축으로 하느냐에 따라 달라진다. 관성 모멘트의 편리한 특성으로 어떤 한 축에 대한 관성 모멘트 I1 을 알면, 그 축과 평행한 다른 축을 회전축으로 했을 때의 관성 모멘트 I2 를 알 수가 있는데 그 식이 다음과 같다.
I2=I1+Mr2
그러므로 질량이 M이고 평행축을 h만큼 평행이동 시켰을 때의 관성모멘트 I는 기존의 관성모멘트 Icm과 질량, 평행축의 이동거리의 관계를 통해서 나타낼 수 있다.
I= Icm+Mh2
6. 결 론
이번에 일반물리 시간에 배웠던 관성모멘트를 실험을 통해 알아보았다. 일반물리 시간에도 이해하지 못했던 내용이라서 그런지 실험을 하면서도 내가 뭘 하고 있는지 모르고 그냥 책의 순서대로 진행했다. 물론 후회막급이다. 막상 레포트를 쓸려는데 뭐가 뭔지 모르겠다. 결과값을 갖고 엑셀에서 관성모멘트를 계산하기 위해 식을 만들었으나 숫자로 나와야 할 답이 문자로 나오는 신기한 경험을 했다. 단위가 kg과 m라서 숫자가 적어진게 원인인 듯 싶어 단위를 g과 cm로 바꿔서 하니까 신기하게도 계산이 가능했다. 그리고 이론값도 계산해 보았는데 상당히 오차가 큰 것 같다. 그저 0.얼마.. 라고 생각하면 오차가 적은 거지만, 이론값의 두 배에서 크게는 열배정도로 실험값이 나왔다. 황당했다. 오차의 원인을 밝혀보면, 우선 포토게이트의 수평과 거리문제이다. 이제 생각해 보면 추가 떨어지면서 가끔씩 포토게이트를 치는 바람에 조금씩 어긋난 것 같다. 두 번째는 반지름 측정에서의 정확성 여부이다. 이 두 가지를 가장 먼저 꼽는 이유는 식에서 시간과 반지름이 제곱의 형태가 되어 영향이 큰 것 같아서 이다. 몇 가지 이유를 더 찾아보면, 추 두 개의 중심까지의 거리가 정확히 같지 않다는 것과, 회전축의 떨림으로 꽤 오차가 생겼을 것이다.

키워드

일반물리학실험,   관성모멘트,   포토게이트,   원판,   막대,   질점