관성모멘트 측정 결과보고서

목차

1. 데이터 값
2. 실험과정 및 결과에 대한 토의

본문내용

이번 실험은 관성모멘트를 측정해보는 실험이었다. 관성모멘트랑 회전축을 중심으로 회전하는 물체가 계속해서 회전을 지속하려는 성질의 크기를 나타낸 것이다. 외부에서 힘이 작용하지 않는다면 관성모멘트가 클수록 각속도는 작아지게 된다.
오차에 대해 분석해보자면, 시간 측정에서 발생한 오차가 크게 발생했다고 생각한다. 눈으로 보고 손으로 누르는 초시계를 사용하여 측정하였기 때문에 큰 오차가 발생하였다고 생각한다. 시간을 포토게이트 등의 정밀한 도구를 통하여 측정을 하면 오차를 줄일 수 있을 것이다.
도르래와 실 사이의 마찰, 추가 낙하하는 동안 공기저항에 의해 오차가 발생했을 것이다. 이 점들은 사실 우리의 환경에서 줄이기 힘든 오차인 것은 사실이다. 공기저항을 줄이기 위해서는 더 좁은 면적의 추를 사용하면 될 것이다. 또한 도르래와 실 사이의 마찰을 줄이기 위해서는 습식 방법을 사용한다면 마찰을 줄일 수 있을 것이다. 금속을 절단하거나 가공할 때 절삭유를 사용하는 것처럼 물이나 수용성, 지용성 오일 등을 사용할 수 있다. 이 방법이 방법이 어렵다면, 실험 영상으로 봤을 때 도르래가 플라스틱으로 이루어진 것으로 보이는데 플라스틱보다 마찰계수가 적은 물체로 이루어진 도르래를 사용하면 될 것이다. 회전대과 연결된 실이 정확하게 직선이 아니었다. 따라서 장력이 x성분과 y성분으로 쪼개지고 추의 가속도와 실이 풀려나는 가속도가 일치하지 않게 된다. 따라서 실을 도르래도 연결할 때, 자와 수평계를 여러 번 사용하여 회전대, 도르래의 수평을 맞추어 주고 자를 이용해 실을 조절해주어야 할 것 같다. 이번 실험을 통해 무게로 인한 관성모멘트의 변화를 살펴볼 수 있었다. 식을 통해 유추해보면, 이 변함에 따라 관성모멘트의 변화도 예상할 수 있다. 예를 들면, 피겨스케이팅에서의 크기를 줄여 회전력을 높이는 것을 볼 수 있고 더 가까운 우리 생활에서 살펴보자면, 화장실 휴지가 점점 줄어듦에 따라 빠르게 돌아가는 것도 볼 수 있다.

참고 자료

일반물리학실험-국민대학교출판부
장력 [tension, 張力] (두산백과)
https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1138374&cid=40942&categoryId=32227
마찰계수 [Coefficient of friction, Friction coefficient] (물리학백과)
https://terms.naver.com/entry.naver?docId=3537005&cid=60217&categoryId=60217
절삭유 [cutting fluid, 切削油] (두산백과)
https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1262993&cid=40942&categoryId=32353