관성모멘트 moment of inertia

목차

1. Introduction

2. Theoretical Background

3. Methods

6. Conclusion

7. References

본문내용

4.533-6.76936.577
4.566-6.77036.249
<표 12> 원판수직으로 세워서 (실험2)
(중간 데이터만)
Time(s)x좌표y좌표
3.867-6.75740.675
3.900-6.92140.348
3.933-6.75840.347
3.967-6.75840.183
4.000-6.75940.019
4.033-6.92439.692
4.067-6.76039.692
4.100-6.76039.692
4.133-6.92539.364
4.167-6.92539.200
4.200-6.76239.036
4.233-6.92639.036
5. Discusssion
(회전축 R의 값 = 1cm ) (추 M의 값 = 76g )(관성모멘트의 단위는 모두 )
1. 회전축만 있을 경우
측정값
(g)
()
(s)
실험 1
76g
45.296
0.534
0.001584403
실험 2
76g
47.08
0.700
0.003115870
평균값 : 0.002350136929
이론값 계산 불가능 (회전축의 질량 알 수 없다)
2. 로드 연결시
(g)
(g)
(cm)
290
52 * 2
40
측정값
(g)
()
(s)
실험 1
76g
46.555
7.700
0.0047356
실험 2
76g
48.032
7.867
0.0060234
평균값 : 0.0026689
이론값 : 0.00387706666
오차율 : 31.1%
3. 원판만 놓았을 때
(g)
(cm)
1118
12.5
측정값
(g)
()
(s)
실험 1
76g
44.589
10.600
0.009376
실험 2
76g
44.588
11.500
0.0110379
평균값 : 0.01020723
이론값 : 0.008734375
오차율 14.4%
4. 원판 + 작은링
(g)
(cm)
(g)
1118
12.5
250
측정값
(g)
()
(s)
실험 1
76g
44.26
12.100
0.012311
실험 2
76g
43.112
10.034
0.008689
평균값 : 0.01050020
이론값 : 0.0106875
오차율 1.7%
5. 원판 + 큰링
(g)
(cm)
(g)
1118
12.5
554
측정값
(g)
()
(s)
실험 1
76g
16.066
4.067
0.0038263
실험 2
76g
22.130
5.867
0.0057848
평균값 : 0.004805
이론값 : 0.0130625
오차율 67.5%
6. 원판 수직세워서
측정값
(g)
()
(s)
실험 1
76g
47.539
8.834
0.006105
실험 2
76g
47.047
9.00
0.006403
평균값 : 0.0062548
이론값 : 0.00436718
오차율 43.2%
실험값 모두 이론값과 큰 오차율을 보였다. 대부분의 오차 원인은 마찰이라고 생각된다. 회전축에서 마찰이 있는 경우, x축으로도 추가 움직인 것, 추가 느리게 낙하하게 되어 정확한 시간 측정에도 오차가 생긴다. 낙하를 위해 도르래를 사용한 것도 마찰을 일으킬 수 있는 요인이다. 낙하하는 추나 회전하는 강체가 받는 공기저항도 원인이 될 수 있다고 본다. 추가 흔들리면서 낙하하는 것도 오차의 원인이라고 생각된다. 그냥 데이터만을 보았을 때에는 큰 차이가 없어 보이지만, 이 수치 자체가 매우 작은 숫자이기 때문에 아주 조그만 실수나 에러에도 크게 오차가 발생하였다. 실제로 이 실험에서는 매우 적은 양이나마 공기저항이나 마찰 등이 있었을 것이다. 또한 접촉부의 마찰력이나 그것이 얼마나 정밀하게 끼워져 있는가 또는 I-CA System이 색상을 인식하는 과정에서 영향을 주었을 것이고, 그것이 굉장히 큰 오차율에 영향을 주었을 것이라고 추측할 수 있다.
6. Conclusion
이 실험에서는 여러 가지 case에서 관성모멘트 I를 측정하고 이것의 이론값과 실험값을 비교해 보았다. 이 실험으로 여러 가지 경우에서의 관성모멘트를 측정하였다. 이 실험이 정밀함을 요구하는 실험이었기 때문에 실험값과 이론값간의 오차율이 매우 크게 나왔다.
조금 더 색상을 보정하고, 축에 고정되어 있는 것을 확실히 보정해준다면 좀 더 정확한 실험 결과가 나올 것이라고 생각한다.
이 실험을 통해서 관성 모멘트를 실험적으로 측정하는 방법을 배우고, 이론값과 비교하여 그 둘의 차이를 비교해 볼 수 있었다.
7. References
Department of Physics / KAIST, General Physics Laboratory 1, 30-41p
Richard Wolfson / Essential university physics. chapter 10,11

키워드

관성모멘트,   moment of inertia,   자연