[일반물리실험] 관성모멘트 측정 결과보고서 (이론,결과,오차 다수/A+)

목차

1. 실험 목적

2. 실험 개요

3. 실험 이론 및 실험 원리
1) 관성모멘트
2) 관성모멘트의 계산
3) 실험에서의 관성모멘트의 계산 및 적용

4. 실험 기구

5. 실험 방법

6. 실험결과
1) 실험1 - [2] 회전 장치의 기본 틀(회전축 + 3단 도르래 + 알루미늄 트랙)의 관성모멘트 측정
2) 실험2 - [3] 질점으로 간주할 수 있는 사각추의 관성모멘트 측정
3) 실험3 - [4] 1차원 강체로 간주할 수 있는 막대의 관성모멘트 측정

7. 결과분석

8. 토의

9. 결론

본문내용

1. 실험 목적
고정축에 대한 강체의 회전운동을 해석하고 관성모멘트의 의미를 이해한다.

2. 실험 개요
고정축에 대하여 마찰 없이 회전할 수 있는 회전 장치(관성모멘트 측정 장치)에 질점으로 간주할 수 있는 사각추를 올려놓고 회전 장치에 일정한 접선력을 주어 등각가속도로 회전 운동시키며 각가속도를 측정한다. 그리고 이 각가속도의 측정값을 강체의 회전운동을 해석 하여 얻은 식에 대입하여, 질점으로서의 사각추의 관성모멘트를 구한다. 이어 사각추의 질량 을 바꿔가면서, 그리고 회전축으로부터의 사각추의 거리를 달리하면서 관성모멘트를 측정하 여 관성모멘트가 강체의 질량과 회전축으로부터의 질량 분포에 관계함을 확인한다. 한편, 질 점에 이어 1차원 강체로 간주할 수 있는 막대 모양의 강체에 대해서는 회전축을 각각 막대 의 중심과 한쪽 끝으로 하여 회전하는 경우에 대해서 관성모멘트를 측정하고, 측정 결과로 부터 강체의 관성모멘트가 회전축의 선택에 따라 즉, 회전축에 대한 질량의 분포에 관계함 을 확인한다. 이상의 실험 결과로부터 회전운동에서의 강체의 관성은 강체의 질량에만 관계 하는게 아니라, 회전축에 대한 질량의 분포에도 관계함을 확인한다.

<중 략>

[1] 준비 단계 – 회전스탠드의 수평 잡기
① 회전스탠드를 구성한다.
② 회전스탠드 위의 알루미늄 트랙이 수평을 이루도록 조절한다.
③ 알루미늄 트랙을 제거한다.

[2] 회전 장치의 기본 틀(회전축+3단 도르래+알루미늄 트랙)의 관성모멘트 측정
① 3단 도르래의 실을 감을 수 있는 부분, 즉 3개 층의 도르래 부분의 지름을 각각 버니어캘리퍼스로 측정하고, 그 값ㅇ르 반으로 나누어 반지름 r이라 하고 기록한다.
② 적당한 길이의 매우 가는 실을 3단 도르래의 3개 층의 경계면에 난 구멍 중 하나에 넣고 묶는다. 그리고 실의 다른 쪽 끝은 추걸이에 묶고 막대 도르래에 걸쳐 놓는다.

참고 자료

일물실, 북스힐 남형주 p173~182