아주대학교 물리학실험 A+ 관성모멘트 결과보고서

목차

1. 실험결과
2. 질문
3. 결과 및 토의
4. 고찰
5. 참고문헌

본문내용

이번 실험에서 우리는 각가속도와 토크를 측정하고 이를 이용해 간접적으로 관성모멘트를 구한 뒤 이론적으로 계산한 관성모멘트 (ex, 원의 관성모멘트는 )와 비교해 타당한지 확인해보았다. 실험 결과 실험 1과 실험 2가 공통적으로 이론값이 간접적으로 측정한 측정값보다 큰 값을 가진 것으로 계산되었고 이러한 오차가 왜 발생하는지 추측해보았다.
일단 첫 번째 추측은 원반과 고리의 반경을 측정할 때 발생하는 오류다. 원의 형태에 물체의 지름을 측정할땐 사람의 눈대중으로 어떻게하면 지름을 측정할 수 있을까 유추하면서 측정하기에 오차가 발생할 수 있다. 우리 조 같은 경우 한사람이 원반과 고리의 지름값을 측정했기에(누구인지 기억은 안남) 만약 측정할 때 위치선정을 잘못하여 측정하면서 측정값이 실제값보다 크게 나와 관성모멘트의 이론값이 크게 나오면서 실험 1 2에서 그러한 오차가 나왔다고 추측할 수 있다. 하지만 이 추측엔 한가지 오점이 있는데 원반이나 고리같은 원을 측정할 때 지름같은 경우 원에 존재하는 임의의 두 점의 최대거리이기 때문에 아무리 크게 측정을 해도 거의 지름에 일치할거다. 만약 오차가 발생했으면 실제 지름값보다 작은 값으로 측정이 되었겠지 더 큰값이 측정되는 경우는 디지컬 캘리퍼스를 초기화하지 않는 경우밖에 없으므로 이 추측은 논리적 오류가 있다고 판단한다.
두 번째 추측은 좀 더 신빙성이 있는데 이번 실험에서 추+추걸이의 질량을 측정할 때 질량 저울이 오류가 발생해 정확한 추+추걸이의 질량을 측정하지 못했다. 만약 이러한 요인으로 측정한 질량이 실제값보다 작게 나오면 실험 1과 2의 관성모멘트 측정값이 이론값에 비해 작다는 것을 설명할 수 있다. 질문 4에서 유도한 식인 를 살펴보면 이 식은 추+추걸이의 질량과 각가속도를 이용해 관성모멘트를 간접적으로 구하는 방식이다(3단 도르래의 반지름은 주어짐).

참고 자료

물리학실험 제12판/아주대학교 출판부/2018.05/p.73~p.78
대학물리학 1 제 9판 /Raymond A Serway, John W Jewett/ ch. 10 고정축에 대한 강체의 회전