[한양대 Erica]_일반물리학실험1_회전관성_레포트

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적 (Introduction)
3. 방법 (Method)
4. 결과 (Results)
5. 분석 및 토의 (Discussion)
6. 참고문헌 (References)

본문내용

실험 목적 (Introduction)
물체를 회전 장치를 이용해 일정한 중력으로 회전시키고 에너지 보존을 활용하여 물체의 회전 관성을 측정하고 검증한다.

방법 (Method)
3.1 이론 및 원리
3.1.1 병진 운동과 회전 운동
물체는 병진 운동, 회전 운동, 진동 운동을 한다. 실험을 통해서 병진 운동과 회전 운동을 알아보고 둘의 차이를 알아본다.
먼저, 병진 운동은 물체를 이루는 모든 질점들이 직선 또는 곡선을 따라 평행하게 동일한 거리를 이동하는 운동이다. 그러므로 물체의 각 점이 특정한 시간 동안에 이동하는 거리는 동일하다. 회전 운동은 회전축을 중심으로 설정하여 원을 그리며 회전하는 운동이다. 회전 운동은 병진 운동과 달리 물체의 각 점이 특정한 시간 간격 동안에 이동하는 거리가 다르다. 각 질점이 회전축을 중심으로부터의 거리에 따라 같은 각변위에 대해 이동 거리가 다르게 나타나기 때문이다. 회전 운동을 할 때, 서로 다른 속력을 가지는 입자들의 결합체로 여길 수 있다.

3.1.2 회전 운동 에너지와 회전 관성
회전 운동하는 물체는 서로 다른 속력을 가지는 입자들의 결합체이므로 회전 운동 에너지는 이를 구성하는 모든 입자들의 운동 에너지 합이다. 회전 관성은 물체의 회전 운동에 대한 관성의 크기를 나타내는 양이다. 회전축에 대한 물체의 질량 분포에 의해 결정된다. 관성모멘트 I는 회전 축에 대한 물체의 회전 관성으로써 다음과 같이 표현된다. 회전 관성에 따른 회전 운동 에너지는 다음과 같다.
강체가 다양한 입자로 구성되어 연속적인 물체를 이루고 있다면 (수식 3)의 합을 적분으로 표현하여 물체의 회전 관성을 구할 수 있다.

3. 질점의 회전 관성
질량 중심을 통과하는 회전축을 고려하여 물체의 질량이 m, 회전축으로부터 물체까지의 거리가 L일 때, 질점의 회전 관성은 다음과 같이 표현된다.

참고 자료

한양대학교 물리교재위원회, 일반물리학실험, 제4판, 실험 8 회전관성. 한양대학교 출판부
할리데이 일반물리학 / 개정 10판 / JEARL WALKER 외 2명 / P. 294-312 / 범한서적 / 2015