General Physics Laboratory < Gyroscope (자이로스코프) >

소개글

General Physics Laboratory < Gyroscope (자이로스코프) >에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Title
Abstract
Introduction
Theoretical background
Methods
Results & Discussion
References

본문내용

원반을 돌린 후 그대로 세차운동 시킬 때
이 실험에서 자이로스코프가 움직이는 방향을 아래 2, 3번 실험에서 세차 운동 하는 방향으로 본다.
(2) 세차 운동 하는 방향으로 살짝 밀어 주었을 때
세차운동을 하는 자이로스코프의 운동방향과 같은 방향으로 힘을 주게 되면 원래 회전방향으로 운동하면서 낙하하면서 축 위아래를 왔다 갔다 하면서 운동을 하는 결과를 얻을 수 있다. 아무런 힘을 주지 않았을 때보다 보다 그래프가 부드러운 곡선으로 나타났다.
(3) 세차 운동 하는 방향과 반대방향으로 살짝 밀어주었을 때
세차운동을 하는 자이로스코프에 운동방향과 반대방향으로 힘을 주면 자이로스코프가 낙하하면서 좌우로 왔다 갔다 하면서 운동하는 모습을 관찰할 수 있었다.
위와 같은 모든 실험 결과는 초기 각운동량을 보존 하려는 자이로스코프의 노력에 의해 이루어지는 장동 운동들이다. add-on mass에 의해 생기는 의 토크만큼 자이로스코프가 만큼 기울어지면서 를 발생시켜 각운동량을 보존시킨다.
원래 운동방향과 같은 방향으로 초기의 힘을 주면 그래프의 모양이 변화하게 된다. 특히 극대점의 경우가 다르다. 원래의 운동방향과 같은 방향의 힘을 준 경우 극대점의 모양은 둥글다. 반면에 초기의 힘을 가하지 않은 경우 극대점은 날카롭다.
이 실험에서 자이로스코프는 운동하면서 원래 위치까지 돌아오지 못하고 계속 아래로 떨어지는 모습을 보이게 된다. 역학적 에너지가 보존된다면 자이로스코프는 항상 일정한 높이로 돌아 와야 할 것이다. 하지만 실험결과를 측정하는 과정에서 기계에서 생기는 마찰 등으로 인해서 역학적 에너지가 보존되지 않기 때문에 계속 아래로 떨어지는 것으로 생각된다. 또한 방향의 각속도도 점점 짧아지는 것을 알 수 있다. 실험 기기의 마찰을 최소화 할 수 있다면 자이로스코프는 좀 더 오랜 시간동안 운동을 할 수 있을 것이고 좀 더 정확한 실험결과를 얻을 수 있을 것이라고 생각된다.
본 실험에서 추가로, 초기에 자이로스코프에 가해주는 각운동량에 따라서 변화하는 원판의 궤적을 확인하는 실험을 하면, 초기의 각운동량이 원판의 궤적에 어떠한 영향을 미치는지 정량적으로 확인할 수 있을 것으로 생각 된다.
References
- General Physics Laboratory I
- Fundamentals of Physics, Halliday
- Essential University Physics IE, Richard Wolfson

키워드

일반물리실험,   자이로스코프,   장동운동의 패턴,   Gyroscope,   자이로스코프의 운동,   세차 운동