
일반물리학실험(1) 8주차 각운동량의 보존
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일반물리학실험(1) 8주차 각운동량의 보존
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2023.06.19
문서 내 토픽
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1. 회전 관성 및 관성모멘트회전 관성, 즉 관성모멘트란 회전하는 물체의 운동을 변화시킬 때 저항하는 회전 물체의 성질을 의미한다. 이 값은 회전축을 중심으로 하는 질량 분포와 관계가 있으며, 회전축에 따라 값이 달라진다. 원판의 관성모멘트와 고리판의 관성모멘트를 계산할 수 있다.
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2. 각운동량 보존 법칙알짜 외부 돌림힘이 없을 때, 즉 계가 고립되어 있을 때 계의 각운동량의 방향과 크기는 항상 일정하다. 충돌은 외부의 힘과는 관계없이 계 내부의 상호작용에 의한 것이므로 원판과 원판, 또는 원판과 고리판은 고립계를 구성하며 계의 각운동량은 충돌에서 보존된다.
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3. 버니어캘리퍼스 사용버니어캘리퍼스는 조, 쇠부리, 깊이바, 어미자, 아들자로 이루어져 있다. 조를 이용하여 물체를 고정하고, 지름을 측정할 경우 원의 중심을 지나는지 확인해야 한다. 어미자의 눈금을 읽은 다음, 어미자와 아들자의 눈금이 일치하는 눈금을 읽는다.
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4. 실험 장치 및 절차실험 장치로는 저울, 지지막대, 버니어캘리퍼스, Rotary Motion Sensor, 원판과 원형 고리판 세트, Step Pulley 등이 사용된다. 실험 절차로는 원판과 고리판의 지름 측정, Rotary Motion Sensor 연결, 각속도 단위 및 Sample Rate 설정, 원판 고정 및 회전, 원판 또는 고리판 떨어뜨리기 등이 포함된다.
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5. 실험 결과 및 오차 분석실험 결과를 통해 충돌 전후의 각속도를 측정하고, 이론값과 비교하여 오차를 분석하였다. 오차의 평균은 원판-원판 1의 경우 3.88%, 원판-원판 2의 경우 4.41%, 원판-고리판 1의 경우 2.59%, 원판-고리판 2의 경우 1.96%로 나타났다. 오차의 발생 원인은 실험 방법, 공기 저항, 마찰력 등으로 분석되었다.
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1. 회전 관성 및 관성모멘트회전 관성과 관성모멘트는 물체의 회전 운동을 이해하는 데 있어 매우 중요한 개념입니다. 회전 관성은 물체가 회전하려는 관성을 나타내며, 관성모멘트는 물체의 질량과 회전축으로부터의 거리에 따라 결정됩니다. 이러한 개념들은 물체의 회전 운동을 예측하고 분석하는 데 필수적이며, 다양한 공학 및 과학 분야에서 활용됩니다. 예를 들어 기계 설계, 로봇공학, 천체물리학 등에서 회전 관성과 관성모멘트가 중요한 역할을 합니다. 따라서 이 주제에 대한 깊이 있는 이해와 실험적 검증은 매우 중요하다고 생각합니다.
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2. 각운동량 보존 법칙각운동량 보존 법칙은 물체의 회전 운동을 설명하는 중요한 물리 법칙입니다. 이 법칙에 따르면 외부 토크가 작용하지 않는 한, 물체의 총 각운동량은 보존됩니다. 이는 회전 운동에서 매우 중요한 개념이며, 천체물리학, 로봇공학, 기계공학 등 다양한 분야에서 활용됩니다. 예를 들어 행성의 공전, 위성의 회전, 로봇 팔의 움직임 등을 설명할 때 각운동량 보존 법칙이 적용됩니다. 따라서 이 주제에 대한 깊이 있는 이해와 실험적 검증은 물체의 회전 운동을 이해하는 데 필수적이라고 생각합니다.
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3. 버니어캘리퍼스 사용버니어캘리퍼스는 정밀한 길이 측정을 위해 널리 사용되는 측정 도구입니다. 이 도구를 사용하면 0.01mm 또는 0.05mm와 같은 매우 작은 단위로 길이를 정밀하게 측정할 수 있습니다. 버니어캘리퍼스의 사용법을 익히는 것은 실험 및 측정 분야에서 매우 중요합니다. 정확한 측정은 실험 결과의 신뢰성을 높이고, 데이터 분석의 정확성을 향상시킵니다. 따라서 버니어캘리퍼스 사용법을 숙달하고, 이를 실험에 적절히 활용하는 것은 매우 중요하다고 생각합니다.
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4. 실험 장치 및 절차실험 장치와 절차는 실험의 성공 여부를 결정하는 핵심 요소입니다. 실험 장치는 실험 목적에 맞게 적절히 설계되어야 하며, 실험 절차는 체계적이고 일관성 있게 진행되어야 합니다. 실험 장치의 정확성과 안정성, 실험 절차의 정밀성은 실험 결과의 신뢰성을 높이는 데 매우 중요합니다. 또한 실험 장치와 절차에 대한 깊이 있는 이해는 실험 오류를 최소화하고, 실험 결과를 효과적으로 분석할 수 있게 해줍니다. 따라서 실험 장치와 절차에 대한 충분한 고려와 검토가 필요하다고 생각합니다.
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5. 실험 결과 및 오차 분석실험 결과와 오차 분석은 실험의 성공 여부를 판단하는 데 매우 중요합니다. 실험 결과를 정확히 분석하고 오차 요인을 파악하는 것은 실험의 신뢰성과 타당성을 확보하는 데 필수적입니다. 오차 분석을 통해 실험 결과의 정확성과 정밀성을 평가할 수 있으며, 이를 바탕으로 실험 방법을 개선하고 실험 결과를 해석할 수 있습니다. 또한 오차 분석은 실험 결과의 불확실성을 정량화하여 실험 데이터의 신뢰성을 높이는 데 도움이 됩니다. 따라서 실험 결과와 오차 분석에 대한 깊이 있는 이해와 적절한 활용이 매우 중요하다고 생각합니다.
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운동량 보존 법칙 - 한양대 에리카 일물실11. 운동량 보존 법칙 실험을 통해 질량이 같은 경우와 다른 경우에 대해 시간에 따른 운동량 변화를 확인하고, 충돌 전과 후의 에너지 변화와 운동량의 변화를 확인하였다. 실험 결과 하나의 계에 작용하는 외부 알짜힘의 크기가 0이라면 그 계의 총 운동량은 보존됨을 알 수 있었다. 다만 모든 조건을 통제하지 못해 이론값과 오차가 발생하였지만 이론값에 근접하는 ...2025.05.03 · 자연과학
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회전관성 - 한양대 에리카 일물실11. 회전관성 회전장치를 이용하여 물체를 중력의 일정한 힘으로 회전시키고, 에너지 보존 법칙을 적용하여 물체의 회전관성을 측정할 수 있다. 뉴턴의 제 2법칙을 이용하여 강체에 작용하는 알짜 토크와 토크에 의해 회전축 주위로 생기는 각가속도 사이의 관계를 유추할 수 있다. 2. 강체의 운동 강체란, 물리학에서 형태가 변하지 않는 물체를 의미한다. 강체의 가장...2025.05.03 · 자연과학
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일반물리학 및 실험1 관성모멘트와 각운동량 보존 실험 결과레포트 3페이지
7. 관성모멘트와 각운동량 보존결과 Report실험날짜실 험 조제출일자소 속학 번이 름동국대학교 물리학과 일반물리학 실험1◆ 측정값1) 축의 관성모멘트(추+추걸이)의 질량m= 5rm g, 삼단 도르래의 반경r= 0.6rmcm(추+추걸이)의 가속도a= 0.1428rmcm/s ^{2}축의 관성모멘트I_{ 축}=mr ^{ 2}LEFT ( {g} over {a} -1 RIGHT )= 12,351rmg BULLET cm ^{2}2) 원반의 관성모멘트원반의 질량M= 1350rmg, 원반의 반경R= 18.75rmcm2-a) 질량중심으로 회전 시...2021.09.26· 3페이지 -
[A+, 한양대 에리카] 일반물리학실험1 8. 각운동량 보존 7페이지
일반물리학실험1(실험리포트)- 각운동량 보존 -8. 각운동량 보존이름 :학과 :학번 :수업번호 :날짜 :1. 실험제목각운동량 보존2. 실험목적회전하는 물체 위에 다른 물체를 떨어뜨려 관성모멘트 변화에 따른 충돌 전후 각운동량 보존에 대해 알아본다.3. 이론 및 원리관성 모멘트관성 모멘트I는 물체가 회전운동을 유지하려는 정도를 나타내는 물리량으로 회전관성이라고도 한다. 회전관성은 회전체의 질량이 회전축에 대하여 어떻게 분포하고 있는지 알려준다. 특정한 회전축에 대하여 강체의 회전관성은 일정한 값을 가진다. 이때I의 값이 의미가 있으려...2024.05.06· 7페이지 -
[연세대] 일반물리실험 - 관성모멘트와 각운동량 보존 6페이지
2018학년도 1학기 일반물리학및실험(1)‘관성모멘트와 각운동량 보존’결과 보고서교수명분반학번이름공동실험자제출 일자2018.05.101. 실험결과실험 결과를 도출하는 과정에서 모든 실험의I _{measure}의 경우 실험값으로 구한 가속도로부터I _{measure} =mr ^{2} (g/a-1) 식을 이용하여 구했고 r= 0.032m, 중력가속도g=9.8m/s ^{2}으로 가정하여 구하였다.Experiment 1. Base setting첫 번째 실험에서는 기본적인 축의 관성모멘트를 구하였다. 축의 관성모멘트는I _{theory} =...2021.10.07· 6페이지 -
[건국대학교 물리학및실험 A+][2024 Ver] 2차원탄성충돌 - 결과레포트 4페이지
물리학 및 실험2차원 탄성충돌 실험 결과보고서1. 실험 목표마찰이 거의 없는 판 위에서 두 입자를 충돌시켜 2차원 충돌 과정에서의 게의 운동량이 보존됨을 확인하고 에너지의 변화를 살펴본다.2. 실험 원리1) 운동량 보존2) 역학적에너지 보존3. 실험 결과1) 같은 질량일 때: 물체1의 질량=물체2의 질량=23.8g구분항목1회2회3회충돌전피사체1의 속도(cm/s)95.7166.29781.731(cm/s)-41.78535.22636.515피사체2의 속도(cm/s)-96.585-65.932-95.539(cm/s)-54.246.39542....2024.08.10· 4페이지 -
건국대 물리학및실험1 이차원평면충돌 예비+결과레포트 A+ 5페이지
6주차 이차원 평면충돌물리학및실험1(월, 목)1. 실험 목적마찰이 없는 판 위에서의 두 입자의 충돌 과정에서 계의 운동량은 충돌 전후에 보존되어야 한다. 에어테이블에서의 2차원 충돌 실험을 통하여 운동량 보존 법칙을 이해하고, 에너지 변화를 분석해본다.2. 실험 이론 및 원리2차원 충돌을 하는 입자의 경우 충돌과정에서 이 계에 작용하는 힘은 서로 밀치는 힘이고, 두 입자에 같은 크기로 반대방향으로 작용하여 계 전체 관점에서는 상쇄된다. 이 특성은 힘의 작용 반작용 법칙에서 기인한다. 내력만이 작용하는 고립된 계의 선 운동량은 보존되...2025.04.30· 5페이지