연세대학교 일반물리학및실험(1) 관성모멘트와 각운동량 보존 예비레포트입니다.

소개

연세대학교 일반물리학및실험(1) 관성모멘트와 각운동량 보존 예비레포트입니다.

목차

4. 목적

5. 원리

6. 실험 기구 및 장치

7. 실험방법

본문내용

5. 원리 :
(1) 관성모멘트
회전하는 강체는 움직이는 질량으로 구성되어 있으므로 운동에너지를 가지는데, 이 운동에너지는 물체의 각속도와 관성모멘트라고 불리는 물리량으로 표현된다. 관성 모멘트는 I로 나타내는데 회전하는 각 입자의 질량에 입자로부터 회전축까지의 거리를 제곱하여 얻어지며, 아래와 같이 정의된다.

(관성모멘트의 정의)

‘모멘트’라는 말은 I가 물체의 질량이 공간에 어떻게 분포되어 있는가에 의존한다는 것을 의미한다. 회전축이 주어지고 총 질량이 주어진 물체에서 축으로부터 물체를 구성하는 입자들까지의 거리가 크면 클수록 관성모멘트는 더 큰 값이 된다. 강체에서 거리 는 모두 상수이고 I는 물체가 주어진 축 주위로 어떻게 회전하는가와는 무관하다. 물체의 관성모멘트가 크면 클수록 정지한 물체를 회전시키기가 더 어렵고, 이미 회전하고 있다면 회전을 멈추기가 어렵기 때문에 I를 회전관성이라고 부르기도 한다. 관성모멘트의 SI단위는 kg*m²이다.
강체가 몇 개의 점 질량으로 표현될 수 없고 질량이 연속 분포이면 관성모멘트를 정의하는 질량과 거리 제곱의 합은 적분이 된다. 물체를 회전축으로부터 r만큼 수직거리에 있는 작은 질량소 dm들로 나누었다고 가정한다면 관성모멘트는 다음과 같다.

참고자료

· 대학 물리학 (10판), Young