9.Rotational Motion System(결과)

소개

Rotational Motion System(결과)

목차

실험2.질점의 관성모멘트 측정
실험4. 디스크와 링의 관성모멘트 측정
실험5. 각운동량 보존실험

본문내용

실험2.질점의 관성모멘트 측정

요약
질점의 관성모멘트를 측정하여 실험으로 구한 결과와 이론으로 계산한 결과를 비교한다.

서론
관성모멘트 는 이다. 실험값은 회전축의 토크 를 이용하여 의 값으로 구할 수 있다. 관성모멘트는 회전축의 토크에 비례하고 각가속도에 반비례한다.

실험방법
① 알루미늄 트랙 위에 사각질량(질점)을 원하는 위치에 고정시킨다.

② 회전스탠드에 도르래를 설치한다.

③ 포토게이트 센서를 그림과 같이 설치한다.

A. 질점의 관성모멘트 측정(이론)
① 저울을 사용하여 사각 질량을 측정한다.

② 알루미늄 트랙의 회전축 중심에서부터 사각질량의 무게중심까지의 거리를 측정한다.

③ 이상의 데이터로부터 사각질량(질점)의 관성모멘트를 계산한다.

B. 질점의 관성모멘트 측정(실험)
질점의 관성모멘트를 정화히 측정하기 위해서는 장치의 마찰 요소 (회전축, 도르래)을 고려하여야 한다. 먼저 장치의 마찰에 해당하는 만큼의 질량(마찰질량)을 측정하고, 실험을 실시한 후, 마찰질량만큼의 질량을 제외하여야 한다.

(1) 마찰질량의 측정
① 그림2-2와 같이 장치를 설치하고, 질량걸이에 최소의 질량을 달아서 낙하운동을 하도록 한다.

② 알루미늄 트랙을 서서히 회전시키고, 포토게이트 타이머 시스템을 통하여 장치의 회전속도의 변화를 관찰한다.

③ 회전속도가 증가하면 질량을 줄이고, 회전속도가 감소하면 질량을 늘여서 속도가 일정할 때의 질량, 즉 마찰질량을 구한다. 실험에 사용되는 추의 최소 질량은 5g 이다. 5g 이하의 질량의 변화를 위해서는 클립을 사용하는 것이 편리하다. 실험 후 사용된 전체 클립을 저울을 사용하여 측정하도록 한다.)

(2) 질점과 장치의 가속도 측정
① 도르래에 약 50g의 추를 달고 운동을 시킨다.

② 변화를 관찰하고, 시간에 따른 속도 변화를 기록하고, 가속도를 구한다.

(3) 직격 측정
① 버니어캘리퍼를 이용 실이 감겨 있는 실린더의 직경을 측정하고 원주의 길이를 산출한다.

(4) 장치의 가속도 측정
① 질점을 제거하고 운동시켜 장치의 가속을 측정한다.

C. 측정 및 계산
① 측정 결과로 얻은 결과 값에서 얻은 질량 값에서 마찰질량을 빼서 질량을 정한다.

참고자료

· 없음