5.관성모멘트와 각운동량 보존 결과보고서

목차

1. 실험결과
2. 결과분석
3. 토의 및 건의사항
4. 참고문헌

본문내용

이번 실험은 축 위에서 원반과 원반+링을 회전시켜 회전 역학계에서의 원반, 링, 막대(축) 등의 회전에 의한 관성 모멘트를 측정하여 각운동량 보존을 검증하는 실험이다. 우선 축만 회전시켜 축의 관성모멘트를 측정하고, 축 위에 원반을 얹어서 회전계의 관성모멘트를 측정한 다음, 축에 의한 값을 빼주어 원반의 관성 모멘트 값을 구한다. 그 다음, 원반 위에 링을 올려 회전계의 관성 모멘트를 측정한 후 원반 및 축의 관성 모멘트를 빼주어 링의 관성 모멘트 값을 구해준다. 마지막으로, 회전하는 원반 위에 링을 내려놓아 각속도의 변화를 측정하여 각운동량 보존여부를 검증한다.
축의 관성 모멘트 측정실험을 제외한 세 실험에서 이론치와의 오차가 나타났으며, 마지막 각운동량 보존 실험에서는 일정하게 유지되어야 할 초기 각가속도, 나중 각가속도 사이에 미세한 차이가 있었으며, 마찬가지로 일정하게 보존되어야할 초기 / 나중 각운동량 사이에 약간의 차이가 발생하기도 하였다.
오차의 원인은 여러 가지가 있을 수 있다. 실험할 때 이용한 테이블이 지면과 완전히 수평이 되지 않았을 수 있다. 그리고 스탠드와 스마트 풀리를 연결하는 막대의 조임새 부분이 꽉 조여지지 않아서 실험 시 스마트 풀리가 지면과 수평을 이루지 않았을 수 있다. 그리고 축과 스마트 풀리 사이, 스마트 풀리와 감겨져있는 실 사이, 실과 스마트 풀리, 포토 게이트와 풀리연결 조임새 부분에서의 마찰력 때문에 오차가 발생할 수 있다. 또한 각운동량 보존 실험에서는 풀리와 원반 사이의 마찰력에 의한 오차를 추가로 생각해볼 수 있다.

참고 자료

대학 물리학, 대학 물리학 교재 편찬 위원회, 북스힐, 1999
일반 물리학 2000, 일반 물리학 교재 편찬 위원회, 북스힐, 2000