일반물리학실험 예비, 결과보고서 회전 운동과 관성 모멘트

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법
5. 측정값
6. 실험 결과
7. 결과에 대한 논의
8. 결론

본문내용

1. 실험 목적
회전축에 대한 물체의 관성 모멘트의 정의를 이해하고 실험으로 측정하여 이론값과 비교한다.

2. 실험 원리
순간 각속도(instantaneous angular speed) w는 △t가 영에 접근할 때 평균 각속도의 극한으로 정의하고, 순간 각가속도(instantaneous angular acceleration)는 △t가 영에 접근할 때 평균 각가속도의 극한으로 정의한다.

< 중 략 >

3. 실험 기구 및 재료
원반(disk), 고리(ring), A자형 지지대, 추와 추걸이, 도르래, 초시계, 실, 버니어캘리퍼, 수평계, 저울, 줄자

4. 실험 방법
실험1) 회전축이 질량 중심축과 같을 경우
① 그림 2와 같이 장치하고 실이 감긴 회전판의 직경 2r을 버니어캘리퍼로 측정한다.
② 낙하하는 데 걸리는 시간을 재기 쉽게 추의 질량을 적당히 설정한다.
③ 추와 추걸이의 질량 m, 낙하 거리 h를 잰 후 반복해서 추를 낙하시키고 낙하하는 데 걸린 시간 tA를 잰다.
④ 평균을 구하고 식 (12.7)을 이용하여 회전축의 관성 모멘트 IA를 계산한다.

실험2) 원반과 고리의 관성 모멘트
① 원반이 x축에 대해 회전하도록 회전판 위에 올린다.
② 낙하하는 데 걸리는 시간을 재기 쉽게 추의 질량을 적당히 선택한 후, 추와 추걸이의 질량 m, 낙하 거리 h를 재고 반복해서 추를 낙하시켜 걸린 시간 tp를 잰다.
③ 평균을 구하고 다음 식을 이용하여 원반의 관성 모멘트 Ip를 계산한다.
④ 원반이 x축에 대해 회전하도록 회전판에 끼우고 과정 ②~③을 반복한다.
⑤ 원반이 x축에 대해 회전하도록 회전축에 장착한 후 원반 위에 고리를 올린다.
⑥낙하하는 데 걸리는 시간을 재기 쉽게 추의 질량을 적당히 선택한 후, 추와 추걸이의 질량 m을 재고 반복해서 추를 낙하시켜 걸린 시간 tR을 잰다.

참고 자료

부산대학교 물리학교재편찬위원회, 일반물리학실험 제4판, 청문각, 2017
부산대학교 일반물리학실험실, “http://gplab.phys.pusan.ac.kr/”