[서울대학교 물리학실험1 A+ 보고서(2020)] 2. 관성모멘트 측정

소개글

서울대학교 물리학실험1의 두번째 실험 "관성모멘트 측정" 보고서입니다.

목차

1. 서론
1.1. 실험 목적
1.2. 배경지식

2. 실험과정 및 결과
2.1. 실험 방법
2.2. 데이터 선정 및 계산 결과

3. 오차 분석 및 토론
3.1. 원기둥과 사각기둥
3.2. 길이 오차
3.3. 가속도 오차
3.4. 촬영 오차

4. 결론

5. 참고문헌

6. 부록

본문내용

Abstract
본 실험에서는 실험장치와 여러 물체의 관성모멘트를 측정한다. 실험장치에 질량을 아는 추를 연결한 후 낙하시키는 과정을 촬영해서 Tracker 프로그램으로 분석한다. 추가 떨어지는 거리의 추세선 식을 통해 가속도를 측정하고, 이를 이용해 실험장치의 관성모멘트를 계산한다. 또, 실험장치에 여러 물체들을 올린 후 관성모멘트를 측정해서 올린 물체들의 관성모멘트를 측정하고, 이를 물체들의 이론적인 관성모멘트 값과 비교한다.

1. 서론
1.1. 실험 목적
본 실험에서는 실험장치의 각가속도를 이용해 관성모멘트 실험장치의 관성모멘트를 측정한다. 또, 이 실험장치를 이용해 여러 물체들의 관성모멘트를 측정하고, 이를 이론 값과 비교한다.

1.2. 배경지식
1.2.1. 관성모멘트의 정의와 평행축 정리
관성모멘트는 회전운동을 하는 물체에서 관성의 역할을 하는 물리량으로 회전관성이라고도 한다. 관성모멘트의 정의를 식으로 표현하면 다음과 같다

<중 략>

2. 실험과정 및 결과
2.1. 실험 방법
본 실험에서는 질량을 아는 낙하용 추가 연결된 실을 실험장치에 감은 후 추를 떨어뜨려서 추의 낙하하는 방향에 대한 가속도 값으로 실험장치의 관성모멘트를 측정한다. 추의 가속도는 떨어지는 과정을 촬영한 영상을 Tracker 프로그램으로 분석하여 그린 낙하하는 방향에 대한 이동거리 그래프의 추세선을 통해 측정한다.

그 후 여러 물체들(원기둥, 원판, 고리, 사각기둥, 사각판)을 실험장치 위에 올린 후 같은 방법으로 실험해서 물체들의 관성모멘트를 구한다. 측정한 관성모멘트와 이 물체들의 이론적인 관성모멘트를 비교한다.

원기둥의 경우 실험장치의 중심으로부터 4cm, 7cm 떨어진 경우 두 가지에 대해서 각각 3번씩 실험했다. 사각기둥은 실험장치의 중심으로부터 7cm 떨어진 경우에 대해서 3번 실험했다. 나머지의 경우 회전축이 실험장치와 동일했고, 각각 3번씩 실험했다.

참고 자료

Halliday, Resnic, Jearl Walker 「일반물리학 제 1권」, 9th Edition
SNU Physics Laboratory 「관성 모멘트 측정」