한양대 에리카 일반물리실험 포사체운동

소개글

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 과정
4. 실험 결과지
5. 결과 및 분석
6. 결과 토의
7. 과제용 질문
8. 참고 문헌

본문내용

실험 목적
물체를 회전장치를 이용하여 일정에 가까운 힘으로 회전 시킨다. 이를 통해 물체가 회전하는 운동에서 회전장치, 원판, 원환, 질점 회전장치, 질점의 회전 관성을 구한다. 이때, 회전관성은 에너지 보존법칙을 이용해 구한다.

실험 이론
물체의 운동은 회전 운동과 병진 운동으로 나눌 수 있다. 회전 운동은 물체가 이동하는 운동이며 물체의 특정 질점들이 일정한 시간 동안 움직인 거리가 같은 운동이다. 회전 운동은 물체가 회전하는 운동이며 물체의 특정 질점들이 일정한 시간 동안 움직인 거리가 다른 운동이다. 회전 운동은 병진 운동과 구분되는 운동이며 병진 운동에서 쓰인 변위, 속도, 가속도들의 역할을 하는 물리량은 회전 운동에서도 존재하지만 병진 운동에서와 다른 양상을 보인다.
회전 운동에서 병진 운동의 변위와 같은 역할을 하는 물리량은 각변위이다. 회전하는 물체가 기준선과 이루는 각도를 각위치라고 한다. 각변위는 물체의 나중 각위치에서 처음 각위치를 뺀 값으로 정의된다. 각속도는 각변위를 시간에 대해 미분한 값이다. 각가속도는 각속도를 시간에 대해 미분한 값이다. 각변위는 벡터의 교환 법칙을 만족하지 않으므로 벡터값이 아니며 각속도와 각가속도는 벡터값이다. 병진 운동의 변위, 속도, 가속도 등을 선변수라고 하며 회전 운동의 각변위, 각속도, 각가속도 등을 각변수라고 한다.
선변수와 각변수를 매개하려면 공식을 활용할 수 있다. s는 변위, 는 각변위, r은 회전축과 회전하는 질점 사이의 거리이다. 해당 식을 시간에 대해 미분하면 아래 식과 같다.
(수식1)
(수식1)을 통하여 선속도와 각속도를 매개할 수 있다. (수식1)이 반증하는 바와 같이 회전 운동에서는 일정 시간 간격 동안 물체가 회전한 각도가 클수록, 물체의 특정 질점과 회전축 사이의 거리가 멀수록 물체의 각속도가 크다. (수식1)을 시간에 대해 미분한 식은 아래와 같다. 아래 식에서 는 선가속도의 접선성분이며 는 각가속도이다.

참고 자료

일반 물리학 실험/ 판수: 4/ 저자: 한양대학교 물리 위원회/ 발행일: 2020년 2월 20일/ 출판사: 한양대학교 출판부
Principles of physics/ 11판/ 저자: David Halliday,Robert Resnick, Jearl Waler/ 발행일: 2021년 2월 25일/ 출판사: 텍스트북스