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토크와 평형 실험 보고서2025.01.021. 토크(torque) 토크는 회전축 O에서부터 물체에 가해지는 힘 F의 작용점까지의 거리 r과 힘 F 사이의 각도 θ에 따라 결정되며, 토크의 크기는 Fsinθ로 계산할 수 있다. 토크의 방향은 오른손 법칙을 따르며, 반시계 방향으로 작용하면 양(+)의 부호, 시계방향으로 작용하면 음(-)의 부호를 갖는다. 2. 평형(equilibrium) 물체가 정지해 있거나 일정한 속도로 직선운동을 하는 경우(병진 평형), 물체가 전혀 회전하지 않거나 일정한 각속도로 회전하는 경우(회전 평형)에 평형 상태에 있다고 한다. 평형 상태에 있는 ...2025.01.02
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[서울대학교] 물리학실험1 시지프스의 고민 3주차 보고서2025.04.281. 운동에너지 물체의 운동상태와 관련된 에너지로, 질량이 크고 속도가 빠를수록 운동에너지가 증가한다. 운동에너지는 식 E_k = 1/2mv^2로 표현된다. 2. 퍼텐셜에너지 물체가 받는 힘에 의해 물체가 가지게 되는 에너지로, 중력장에서는 중력 퍼텐셜에너지가 정의된다. 중력 퍼텐셜에너지는 식 U = -mgh로 표현된다. 3. 역학적 에너지 보존 고립계에서 퍼텐셜에너지와 운동에너지의 합인 역학적 에너지는 보존된다. 보존력이 일을 하면 퍼텐셜에너지와 운동에너지가 서로 전환된다. 4. 경사면 운동 경사면을 내려오는 공의 운동은 위치에너...2025.04.28
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일반물리학실험1 자이로스코프/실험 목적, 실험 이론, 실험 준비 및 과정, 실험 결과 및 분석, 고찰, 오차 분석, 결론2025.01.241. 토크, 각운동량, 세차운동, 장동운동 실험의 목적은 토크, 각운동량, 세차운동, 장동운동을 이해하고, 이를 이용하여 자이로스코프의 세차운동과 장동운동을 분석하는 것이다. 토크는 물체에 작용하는 힘과 회전 중심으로부터 힘이 작용하는 부분의 연정선까지의 거리의 곱으로 정의된다. 각운동량은 병진운동의 선운동량과 관련이 있으며, 양변을 시간에 대해 미분하면 각운동량의 순간변화율은 토크와 같다는 것을 알 수 있다. 자이로스코프의 회전축 한쪽 끝을 고정하고 관성바퀴를 회전시키면 세차운동이 발생하며, 세차각속도는 토크와 초기 각운동량의 관...2025.01.24
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관성모멘트 측정 - 예비레포트2025.01.201. 관성모멘트 관성모멘트는 강체가 회전운동을 할 때 그 운동을 유지하려는 정도를 나타내는 물리량입니다. 이번 실험에서는 회전장치를 통해 물체를 회전시키고 각속도 및 각가속도를 측정하여 관성모멘트를 구하고, 회전운동과 토크의 관계를 확인하는 것이 목표입니다. 2. 강체 강체는 그 계에 속하는 입자가 항상 상호간 같은 상대적 위치를 유지하는 물체를 말합니다. n개의 질점으로 구성된 강체가 고정 축 주위를 회전할 때 총 운동에너지는 관성모멘트와 각속도의 제곱에 비례합니다. 3. 각운동과 선운동 각운동과 선운동은 밀접한 관계가 있는데, ...2025.01.20
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일반물리학 실험_시지프스의 고민2025.05.111. 역학적 에너지 보존 실험 결과 이론적으로 계산한 회전 운동 에너지항을 추가한 역학적 운동 에너지는 증가함을 관찰하였고, 그 결과 이론값으로 계산한 회전 운동 에너지가 실제 값보다 훨씬 크다는 것을 발견하였다. 따라서 순수한 구름운동을 가정한 이론과 달리, 실제에서는 미끄러짐에 의한 마찰력과 회전축이 매 순간마다 변하는 구름운동 등의 요인으로 인하여 에너지 손실이 발생한다는 결론을 얻었다. 2. 원운동 원운동을 하는 최소 높이를 계산하는 과정에서 발생한 오차는 실제 운동에서 미끄러짐이 발생했기 때문이며, 마찰력의 크기가 실험을 ...2025.05.11
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자이로스코프2025.05.041. 토크와 각운동량 토크는 물체에 작용하여 물체를 회전시키는 원인이 되는 물리량이다. 각운동량은 병진운동의 운동량과 대응되는 회전운동의 물리량으로, 회전중심부터 힘의 작용점까지의 거리와 속도의 벡터곱에 질량을 곱한 것과 같다. 자이로스코프의 세차운동은 이러한 토크와 각운동량의 관계로 설명할 수 있다. 2. 세차운동 자이로스코프의 회전축이 수평을 유지한 상태에서 고정점을 중심으로 지속적인 원운동을 하는 현상을 세차운동이라고 한다. 이는 자이로스코프에 작용하는 토크와 각운동량의 관계로 설명할 수 있으며, 세차각속도는 관성바퀴의 회전 ...2025.05.04
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일반물리학실험 / 힘의 평형 레포트2025.05.131. 힘의 평형 이 실험은 고무줄과 추를 이용하여 한 점에 작용하는 여러 힘들의 평형 조건을 알아보고 힘 벡터의 분해와 합성을 이해하는 것이 목적입니다. 물체에 작용하는 외력의 합이 0이 되거나 회전력의 합이 0일 때 물체는 평형 상태에 있다고 합니다. 이 실험에서는 한 입자(질점)에 작용하는 세 힘의 평형을 생각하므로 병진 평형 조건만 만족하면 됩니다. 2. 탄성력 탄성력이란 용수철이나 고무줄을 변형시켰을 때, 원래의 상태로 돌아가기 위해 외력에 대항하여 작용하는 힘을 말합니다. 이 실험에서는 탄성력을 통해 질량을 알아볼 수 있습...2025.05.13
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[서울대학교] 물리학실험1 관성모멘트 2주차 보고서2025.04.281. 회전운동 강체는 구성요소가 고정되어 있어서 모양이 전혀 변하지 않으면서 회전할 수 있는 물체이다. 회전운동은 어떤 강체가 회전축이라는 고정축 주위로 회전하는 운동을 말한다. 이때 공간상에 어떤 방향을 정하고 기준선과 이루는 각도를 기준선의 각위치로 정의하고, 이것의 변화량을 각변위라고 한다. 마찬가지로 각속도, 각가속도라는 개념도 존재한다. 또 회전운동에너지라는 개념도 존재하고, 이것은 물체의 질량 외에 물체의 모양과 크기에 따라 다르게 된다. 이때 관성모멘트라는 물리량을 도입하면 회전운동에너지를 편하게 설명할 수 있다. 2....2025.04.28
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위성 6자유도 시뮬레이션 모델링2025.04.271. 6자유도 시뮬레이션 6자유도 시뮬레이션은 비선형 거동을 보이는 비행체의 회전과 병진 운동을 해석하기 위하여 수행된다. 위성도 궤도 운동과 동시에 임무 수행을 위해 자세 운동을 하기 때문에 6자유도 시뮬레이션을 통해 위성의 거동을 해석할 수 있다. 6자유도 시뮬레이션은 유도항법제어, 동역학, 외력, 환경 부분으로 나뉘어져 각각의 블록에서 계산된 값을 이용하여 결과를 산출한다. 2. 좌표계 및 궤도 파라미터 위성의 경우 지구 주위를 주기적으로 회전하는 물체이기 때문에 다양한 좌표계를 사용하여 위성의 위치 및 자세 등을 표현하게 된...2025.04.27
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Visual servoing을 이용한 UAV 착륙에 관한 연구2025.01.181. IBVS (Image-Based Visual Servoing) IBVS는 객체 모델링 없이 현재 이미지 특징과 원하는 이미지 특징의 차이를 오차 함수로 사용하는 시각 정보 기반 제어 기법입니다. 이 연구에서는 IBVS를 활용하여 쿼드콥터 무인기의 착륙 제어를 다루고 있습니다. 2. 쿼드콥터 모델링 쿼드콥터의 병진 운동과 회전 운동을 수학적으로 모델링하고, 이를 바탕으로 제어 입력을 도출하는 과정을 설명하고 있습니다. 3. Simulink 시뮬레이션 Simulink를 이용하여 쿼드콥터 시스템의 전체 블록 선도를 구현하고, 이를 ...2025.01.18
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