[물리실험보고서] 관성모멘트와 각운동량 보존

목차

결과분석
토의 및 건의

본문내용

그리고 원반의 모멘트는 1/2MR^2으로 계산할 수 있으므로 실험에서 측정된 값과의 오차를 알 수 있다. 링의 관성 모멘트도 마찬가지 방법을 이용하여, 관성 모멘트 전체의 값을 측정한 후, 위에서 구한 원반과 도르래 자체의 모멘트를 빼 주면 된다.
특기할 점은, 원반과 링은 그 질량의 분포가 다르기 때문에 이론적으로 관성 모멘트를 계산해 줄 때 다른 방법을 적용해야 한다는 것이다. 관성 모멘트는 병진운동에서의 운동 에너지와 대응되는 개념으로, 회전하는 물체의 모든 질점의 운동 에너지의 합으로 정의된다. 따라서 질량의 분포가 다르면 자연히 다른 관성 모멘트를 가지게 된다. 비탈에서 같은 질량의 고리와 원통을 가만히 놓으면, 원통이 더 빨리 내려온다. 이는 원통보다 고리가 회전 관성이 커서 같은 가속도로 굴러 내려오게 하는 데 더 큰 토크가 필요하기 때문이다.
그리고 각 운동량은 회전 관성과 각속도의 곱으로 정의된다.

이 개념은 또한 병진 운동에서의 선운동량(질량 속도) 와 대응한다. 회전 운동의 원인이 토크이므로, 각 운동량 역시 가해진 알짜토크가 0이면 보존된다. 따라서 회전하는 물체의 모멘트가 2배로 늘면 각속도 역시 1/2 로 줄어드는 것이다. 우리는 회전하는 원판에 같은 모양과 질량의 원판을 얹음으로서 각운동량의 보존을 확인할 수 있었다.

참고 자료

없음