회전관성 측정 실험

목차

1. 실험 제목: 회전관성

2. 실험 목적: 토크의 개념을 이해하고 이를 이용하여 관성모멘트의 실험값과 이론값을 비교한다.

3. 실험 도구

4. 이 론

5. 실험 방법
[준비]
[측정]

6. 결과 및 분석

7. 고찰 및 토의

8.참고문헌

본문내용

: 0.4655[kg] ;
링의 안쪽 반지름<> : 0.0205[m] ; 링의 바깥쪽 반지름<> : 0.0345[m]
추의 질량
실험값
이론값
오차%
0.1
0.001196405
0.0011671
-2.510961767
0.15
0.001189538
0.0011671
-1.922559387
0.2
0.00119068
0.0011671
-2.020387585
이때 이론값은 지금 나온 의 계산 값과 의 공식으로 나온 디스크만의 회전관성의 계산 값을
더한 것이다.
7. 고찰 및 토의
우선 두 실험을 비교해보면 회전체의 질량이 커질수록 회전시키는데 필요한 힘도 달라지는데, 선형운동과는 달리
회전에서는 그 관성의 정도가 회전체의 “모양”과도 관계가 있다는것은 매우 흥미롭다.
어렸을때 일명 뺑뺑이라는... 놀이터의 회전 놀이기구를 탈때 여러명이 가장자리에서 회전하다가 한꺼번에 가운데로
모이면 그 회전력은 가히 가공할만한 것이었다.
가끔씩 그 원심력을 이기지 못하고 튕겨 나가는 아이들도 있었다.
지금 생각하면 어린애들이 그렇게 놀면 참 위험하단 생각이 들기는 하지만 그때부터 회전에 대한 신기함을 느낀 것
같다.
물론 그때는 막연히 “좁아질수록” 빨리 도는구나~~ 라는 생각에서 멈췄지만 이렇게 이론적으로 공부하고 실험도
해보니 매우 흥미로운 실험이었다.
그동안의 많은 실험은 알고 있는 내용이 많아서 실험에 대한 기대감 같은 그런 것이 별로 없었는데, 회전에 대한
운동의 분석은 한번도 공부를 해 본 적이 없어서 토크의 개념도, 회전관성도 처음 접해보는 내용이었다.
그래서 실험 전에는 알지 못하는 내용을 실험한다는 긴장 때문에 평소보다 더 많은 공부를 하게 됐다.
시간을 많이 투자한 생소한 실험이었지만 꽤 정확한 결과가 나와서 매우 좋은 기분이다.
오차의 원인은 지표면과 회전체의 회전축이 완벽한 수직이 아니었기 때문에 영향을 끼쳤을지도 모른다는 추측을
한번 해 봤으나 아직 회전축의 변화에 따른 운동의 분석은 공부가 덜 돼서 확실하지는 않다.
만일 실험 기회가 더 있다면 회전축에 다른 각도를 주어 비교 해 보는 것도 의미 있을 것이다.
또한 도르래의 질량과 마찰력도 오차에 영향을 주었을 것이다.
하지만 그냥 디스크만으로 한 실험에서는 오차가 거의 없음을 보았듯이 이 마찰에 대한 영향은 그리 크지 않은 듯
하다.
물론 회전체 위에 링을 올려놓으면 마찰력이 커져서 오차에 더 반영되겠지만 거기에 더 추가해서 링의 중심과 회전
축이 완벽히 일치하지 않았기 때문에 생긴 오차가 더 큰 영향이 있는 것 같다.
의도적으로 회전체의 질량 중심점을 회전축과 차이를 주어 실험해본 뒤 분석 해 보는 것 또한 의미가 있을 듯하다.
또한 다양한 모양의 물체의 계량요소를 적분하여 이론적인 회전관성 값을 구하고 이를 실험하는 것도 추가한다면
좋을 것 같다.
8.참고문헌
<저자-Halliday> <고려대 서강대 물리학과 공역> <일반물리학 개정 4판 Vol.1> <11장 회전. 277~310p>
<파인만의 물리학 강의 Vol.1>

키워드

회전,   관성,   회전관성