[물리학실험] 관성모멘트 결과보고서 A+

소개글

[물리학실험] 관성모멘트 결과보고서 A+에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험결과
[1] 측정값
[2] 결과
2. 질문에 대한 토의
3. 실험에 대한 토의/ 고찰
4. 참고문헌

본문내용

였다. 또한, 축이 고정된 회전운동에서 토크가 관성모멘트와 각가속도의 곱으로 표시된다는 회전 운동 방정식을 확인해보았다. 관성모멘트는 회전 축을 중심으로 회전하는 물체가 계속해서 회전을 지속하려고 하는 성질의 크기이며 외부에서 힘이 작용하지 않는다면 관성모멘트가 클수록 각속도가 작아지게 된다. 회전운동을 규정하는 운동방적식은 병진운동에서 뉴턴 제 2법칙과 같은 역할을 한다. 관성모멘트 또는 의 식을 이용하여 구할 수 있으며 관성모멘트의 단위는 이다.
실험1에서 실을 겹쳐서 감기면 안되고, 한 겹으로 가지런히 감기도록 주의하였다. 이 실험은 실이 추에 의해 내려가면서 원반이나 고리가 돌아가 등각가속도를 측정하는 방식이다. 그런데 만약 실이 가지런히 감기지 않으면 이 측정물체가 일정하게 돌아가지 않는다. 즉, 실이 회전축의 수직으로 감긴다면 한 바퀴의 실이 떨어질 때, 물체의 한 점에서 움직이는 거리가 일정하다. 그러나 실이 회전축의 수직으로 감기지 않으면 매 번마다 물체가 회전하는 거리가 일정하지 않을 것이다. 회전축의 단면으로 보았을 때 대각선으로 실이 감기는 것과 수평으로 실이 감기는 것은 물건을 한 바퀴 돌릴 때 필요한 실의 양이 다르기 때문이다. 그래서 대각선으로 실이 감긴 경우는 본래의 경우보다 각가속도가 느려질 것이다. 따라서 회전률 때문에 원판에 감긴 실이 풀릴 때 겹쳐져서 감겨 있으면 풀리면서 겹쳐졌던 실이 방해를 하는 일이 생길 수 있어 저항을 받게 돼서 최대한 외부에서 받는 힘을 없애기 위해 실을 한 겹으로 가지런히 감는 것을 주의하여야 한다. 실험 결과를 통해 장력이 추의 무게에 비해 모두 작은 것을 볼 수 있다. 이 원인은 마찰력으로 추정된다. 추가 내려갈 때 실과 도르래에서 생기는 마찰력이 도르래 무게에 의해 장력이 받는 힘을 줄여준다. 즉, ‘장력 + 마찰력 = 도르래의 무게’가 되도록 마찰력이 작용한다는 것이다. 이번 실험에서 발생할 수 있는 오차는 앞에서 말했듯이 실을 겹쳐서 감는 경우와 도르래와 실의 각도가 90도가 되지 않을 경우 오차가 발생할 수 있다. 실험에서 실이 풀리면서 추가 내려가며 원반이 돌게 되는데, 이때 실이 일직선으로 풀리지 않으면 풀리는 과정에서 도르래와 실 사이에 마찰이 더 크게 작용할 수 있다. 또한, 실험에서 결과적으로 비교하는 값이 이론값과 측정값인데 이론값을 구하기 위해선 이라는 식을 통해 반지름과 무게가 값에 관여를 한다는 사실을 확인할 수 있다. 따라서 측정값에 오차가 발생하게 되면 이론값이 틀려지게 된다. 이번 실험에서 계속하여 추걸이와 도르래에서 실이 빠져 풀렸는데, 이는 너무 얇고 약한 실이 추의 무게를 견디지 못해서 인 것 같다. 다음에 이러한 실험을 다시 하게 된다면 튼튼한 실로 풀리지 않게 하지 위해 5번 정도 꽉 묶어 추걸이와 도르래에서 실이 빠져 풀리지 않게 하면 좋을 것 같다.
4. 참고문헌
- 제 12판 물리학실험’, 조두진 외, 아주대학교 출판부 ,2018, 73-76p
- 네이버 지식백과 : 관성모멘트 http://naver.me/xnKBTa1B

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