자이로스코프

소개글

"자이로스코프"에 대한 내용입니다.

목차

실험 결과
1. 관성 바퀴의 관성 모멘트 측정
2. 자이로스코프의 운동 Ⅰ
3. 자이로스코프의 운동 Ⅱ
4. 세차 운동: 세차 각속도 측정
5. 장동 운동

결과 분석
1. 관성 바퀴의 관성 모멘트 측정
2. 자이로스코프의 운동 Ⅰ
3. 자이로스코프의 운동 Ⅱ
4. 세차 운동: 세차 각속도 측정
5. 장동 운동

토의 및 건의 사항
1. 추가 토의
2. 오차 분석

참고 문헌 및 출처

본문내용

1. 관성 바퀴의 관성 모멘트 측정
관성 바퀴에 부착된 도르래에 연결된 무게추를 낙하시키는 실험을 3회 반복하였을 때, 측정된 무게추의 질량 , 도르래의 반지름 , 추의 가속도 와 이로부터 구한 관성 바퀴의 관성 모멘트 는 다음과 같았다.

2. 자이로스코프의 운동 Ⅰ
관성 바퀴가 회전하지 않는 상태에서 관성 바퀴의 회전 중심축을 수평 방향으로 살짝 밀었을 때, 자이로스코프의 수평축은 [그림 1]과 같이 수평 방향으로만 회전 운동을 하였다.

3. 자이로스코프의 운동 Ⅱ
자이로스코프의 중심으로부터 먼 쪽에서 관성 바퀴를 바라봤을 때 기준으로, 관성 바퀴를 시계 반대 방향으로 회전시켰다. 관성 바퀴가 회전하는 상태에서 관성 바퀴의 중심축에 연직 아래 방향으로 힘을 지속적으로 가했을 때, 자이로스코프 수평축은 [그림 3]과 같이 위에서 바라봤을 때 반시계 방향으로 회전하였다.

4. 세차 운동: 세차 각속도 측정
무게추를 수평축의 거치대에 걸고 관성 바퀴를 회전시킨 뒤, 세차 운동을 확인하는 실험을 2회 진행하였다. 무게추의 질량 , 수평축의 회전 중심으로부터 거치대까지의 거리 , 관성 바퀴의 회전 각속도 , 세차 운동의 주기 는 다음과 같았다.

5. 장동 운동
관성 바퀴를 회전시킨 후, 세차 운동의 반대 방향으로 수평축을 살짝 밀었을 때, 정지한 상태에서 가볍게 놓았을 때, 세차 운동과 같은 방향으로 수평축을 살짝 밀었을 때 자이로스코프의 운동에 대한 기울기–회전각 그래프는 각각 다음과 같다.

참고 자료

Hugh D. Young, Roger A. Freedman. (2016). University Physics with Modern Physics, 14th Edition. Pearson.
대학물리학 교재편찬위원회(역). (2013). 대학물리학 Ⅰ. John W. Jewett, Jr., Raymond A. Serway. (2010). Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, 8th Edition. 북스힐.
연세대학교 일반물리학실험실. “보고서 작성 요령”. 연세대학교 일반물리학실험실 사이트. http://phylab.yonsei.ac.kr (2018.05.14.)
연세대학교 일반물리학실험실. “자이로스코프 실험 매뉴얼”. 연세대학교 일반물리학실험실 사이트. http://phylab.yonsei.ac.kr (2018.05.14.). [그림 4~5]가 해당 자료에서 발췌됨.
[그림 1~3]과 [그림 7~9]는 작성자가 Adobe Illustrator CS6를 사용하여 직접 그림.