[물리학실험] 자이로스코프

목차

Ⅰ. 실험목적
Ⅱ. 이론적 배경
Ⅲ. 실험 설계
Ⅳ. 실험 결과 및 분석
Ⅴ. 오차 분석
Ⅵ. 결론
Ⅶ. 참고 문헌

본문내용

회전바퀴와 고정축, 균형추로 이루어진 자이로스코프 실험장치를 이용하여 세차운동과 장동운동을 구현하였다. 본 실험에서는 무게추로 만든 외부 토크가 자이로스코프의 운동에 어떠한 영향을 미치는지를 2가지 실험을 통해 분석하였다. 첫 번째 실험에서는 자이로스코프의 관성 플라이휠이 회전할 때, 무게추가 만드는 중력에 의한 토크에 따라서 세차운동이 발생하는 것을 확인하고, 세차각속도를 측정하여 이론치와 비교하였다. 두 번째 실험에서는 자이로스코프의 초기 세차운동 각속도에 따라서 장동운동 패턴을 관측하고, 이를 이론적으로 얻을 수 있는 궤적과 비교하였다. 또한, 마찰에 의한 토크가 두 운동에 미치는 영향을 이론적으로 예측하고 실험상에서 확인하였다. 이를 통해 3차원 강체의 회전운동에서 토크와 각운동량 사이의 관계를 실험적으로 이해할 수 있었다.

I. 실험목적
앞서 진행했던 시지프스의 고민(1-3), 당구의 역학(1-4)과 달리, 물체의 회전축이 회전운동을 하는 자이로스코프의 운동을 분석하고, 실제 실험에서 마찰에 의한 토크가 운동에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 이를 통해, 본 실험에서는 3차원 강체의 회전 역학을 실험적으로 이해하고자 한다.

참고 자료

할리데이. 일반물리학 개정 10판. 2015.
물리학실험1 매뉴얼 1-6. http://physlab.snu.ac.kr. 서울대학교 물리학과 홈페이지
오일러각. https://ocw.mit.edu/courses/aeronautics-and-astronautics/16-07-dynamics-fall-2009/lecture-notes/MIT16_07F09_Lec29.pdf