예비 레포트 각운동량보존 실험

목차

1. 실험 목적
2. 실험원리
3. 실험기구 및 장치
4. 실험방법
5. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
자전거바퀴를 돌리면 각운동량을 갖게 된다. 이 자전거 바퀴의 방향을 변화 시키면 각운동량의 변화에 따라 회전력이 발생한다. 그 결과 저전거바퀴를 들고 있는 손에 힘을 느끼게 되며 이때의 회전력은 변화된 각운동량을 상쇄시키는 방향으로 작용한다. 본 실험에서는 돌고 있는 자전거 바퀴를 두 손으로 들고 회전축의 방향을 변화시킬 때 경험하는 힘을 통해 각 운동량에 대한 특성을 실감해 보고 각운동량의 보존과 세차운동의 원리를 알아본다.

< 중 략 >

각운동량의 방향은 각속도의 방향과 같으므로 오른손으로 회전방향을 감아쥘 때 엄지손가락이 가리키는 방향이다.
각운동량은 알짜외부 돌림힘이 0일 때, 즉 계가 고립되어 있으면 계의 전체 각운동량의 크기와 방향은 보존된다.

1) 자전거바퀴의 각운동량 보존
다음 그림과 같이 회전의자에 앉아 z축 방향의 각운동량을 갖는 회전하는 자전거 바퀴를 들고 있다가 반대방향으로 바퀴를 엎으면 각운동량을 보존하기 위해 몸 전체가 회전하면서 반대 방향으로 생긴 각운동량을 상쇄하고 초기 각운동량을 회복하려 한다.

다음 그림과 같은 경우 역시 각운동량보존으로 설명할 수 있는데, 그림과 같이 회전하고 있는 자전거 바퀴의 축을 기울이면 분해된 각운동량에 의해 형성된 y축방향의 각운동량을 상쇄시키기 위해 몸 전체가 회전하는 것을 경험할 수 있다.

2) 자전거바퀴를 이용한 세차운동관찰
자전거 바퀴의 한 쪽 끝에 줄을 매달아 늘어뜨리면 다음 그림과 같아진다.

그러나 회전하고 있는 자전거바퀴는 늘어지지 않고 줄 끝을 회전축으로 세차운동을 한다.

참고 자료

http://physics-edu.com/