[A+ 연세대] 일반물리학 및 실험 - 자이로스코프

목차

1. 관성 바퀴의 관성모멘트 측정
2. 자이로스코프의 운동 1의 분석
3. 자이로스코프의 운동 1의 분석
4. 세차운동 – 세차 각속도 측정
5. 세차운동 – 세차 각속도 측정
6. 참고 문헌

본문내용

2. 자이로스코프의 운동 1의 분석
자이로스코프의 운동 1 실험은 관성바퀴가 회전할 때, 회전하지 않을 때의 두 가지 경우로 나누어 실험하였다. 관성바퀴가 회전하지 않을 때는 관성바퀴에 의한 각운동량이 존재하지 않기 때문에 수평방향으로 짧은 순간 힘을 가했을 때 자이로스코프가 수평방향으로 천천히 수평하게 이동하였다.
관성바퀴가 회전 할 때의 경우는 관성바퀴에 의한 각운동량이 존재하여 관성바퀴가 수평방향으로 이동하는 듯하다가 제자리로 돌아오는 현상을 보여주었다.

Q: 관성 바퀴의 회전 여부에 따른 자이로스코프 회전 중심축(수평축) 운동의 차이는 어떠한가? 이와 같은 현상이 발생하게 된 원인은 무엇인가?
A: 관성 바퀴가 회전하게 되면 관성바퀴에 의한 각운동량이 생기게 된다. 이때 수평방향으로 변위를 주게 되어도 각운동량 때문에 수평방향으로 쉽게 이동하지 않는다.

3. 자이로스코프의 운동 1의 분석
자이로스코프의 운동 2 실험은 실험2와 동일한 조건에서 줄을 관성바퀴 중심축에 걸어서 지속적으로 아래쪽방향 힘을 주었을 때 관성바퀴의 운동을 관찰하였다.

Q1: 수평축은 힘을 가하는 방향으로 이동하는가? 만약 그렇지 않다면 수펴축은 어느 방향으로 이동하는가? 이 결과의 원인은 무엇인가?
A1: 아래쪽으로 힘을 가하는 동안 관성 바퀴 중심축이 원위치로 돌아가려는 힘이 작용하는 것처럼 보였다. 아래쪽으로 힘을 가했을 때, 수평축이 시계반대방향으로 서서히 이동하는 모습을 보였다. 이원인은 관성 바퀴에 회전이 있어서 각운동량이 존재하기 때문이다.
Q2: 힘의 방향을 위쪽, 오른쪽, 왼쪽 등으로 바꾸어 가해주면 중심축의 이동 방향은 어떻게 변하는가? 이 결과의 원인은 무엇인가?
A2: 힘의 방향을 어느 쪽으로 하던 간에 관성바퀴 중심축에 원위치로 돌아가려는 힘이 작용하려는거 같았다. 이결과의 원인 역시 각운동량이 존재하기 때문이고 각운동량은 오른손법칙에 의해 회전면에 수직인 방향으로 존재하기 때문이다.

참고 자료

http://phylab.yonsei.ac.kr/에서 ‘보고서 작성 요령’
University Physics with Modern Physics, 14th Edition