부산대학교 일반물리학실험 보고서 회전운동과 관성모멘트

소개글

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오차계산을 위한 엑셀파일도 같이 올립니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 원리
1) 회전축이 질량중심축과 같을 경우
2) 회전축이 질량중심축과 다를 경우
3) 관성 모멘트 측정

3. 실험 기구 및 재료

4. 실험 방법

5. 측정값

6. 실험 결과

7. 결과에 대한 논의

8. 결론

9. 참고문헌 및 출처

본문내용

1. 실험 목적
회전축에 대한 물체의 관성모멘트의 정의를 이해하고 실험적으로 측정하여 이론적인 값과 비교한다.

2. 실험 원리

1. 회전축이 질량중심축과 같을 경우
어떤 물체의 질량중심을 지나는 회전축에 대한 회전을 생각할 때 그 물체의 각운동량은 다음과 같이 주어진다.

<중 략>

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

4. 실험 방법
[실험 1] 회전축 자체의 관성모멘트
① 실험 기구들을 장치하고 수평계를 사용하여 회전판이 수평이 되도록 A자형 지지대의 조절나사를 조정한다.
② 실이 감긴 회전판의 지름 2r을 버니어캘리퍼로 측정된다.
③ 줄이 회전판에 대해 접선방향으로 당겨지도록 도르래의 방향을 조절한다. 임의의 기준높이를 정하여 추를 낙하시켜보고 낙하하는 데 걸리는 시간을 재기 쉽게 추의 질량을 적당하게 선택한다. 추와 추걸이의 질량 m, 낙하거리 h, 낙하하는 데 걸린 시간..

<중 략>

원반 z축과 x축, 고리의 관성모멘트의 실험식 값과 이론식 값을 보면 상대오차가 꽤 크게 나왔음을 확인할 수 있다. 오차가 발생한 이유는 낙하 시 공기저항, 실과 회전판 사이의 마찰력으로 인한 방해가 있다. 또 부정확한 낙하거리 설정과 실험 중 실이 끊어져 낙하거리가 미세하게 바뀌어서 정확한 실험을 하지 못했다. 또한 회전판, 원반, 고리의 반경을 버니어캘리퍼로 측정하는 과정에서의 오차, 그리고 낙하 시간 측정에서의 오류도 관성모멘트의 측정값과 이론값의 차이를 발생시켰다.

참고 자료

부산대학교 물리학교재편찬위원회『일반물리학실험』제4판 (청문각,2017) 119~123쪽

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