물리학및실험1 (7) 관성 모멘트 측정

목차

Ⅰ. 서론
1. 실험 목적
2. 실험 이론
2.1. 관성 모멘트(회전관성)의 정의
2.2. 관성 모멘트의 평행축 정리

Ⅱ. 본론
1. 실험 장비
2. 실험 방법
2.1. 회전축의 관성 모멘트 측정
2.2. 원반의 관성 모멘트 측정
2.3. 관성 모멘트의 평행축 정리 실험
3. 실험 결과
3.1. 회전축의 관성 모멘트
3.2. 원반(수평)의 관성 모멘트
3.3. 원반(수직)의 관성 모멘트
3.4. 회전 막대 관성 모멘트 측정
3.5. (회전 막대 + 원반)의 관성 모멘트 측정

Ⅲ. 결론

Ⅳ. 참고문헌

본문내용

Ⅰ. 서론
1. 실험 목적
회전축에 대한 물체의 관성 모멘트(또는 회전관성)를 실험적으로 측정하고 이론적인 값과 비교하여 관성 모멘트를 이해한다.

2. 실험 이론
2.1. 관성 모멘트(회전관성)의 정의
크기를 고려해야 하는 물체에 힘이 작용하면 병진운동만 유발하는 것이 아니라 회전운동도 유발하게 된다. 힘이 물체에 대해 회전운동을 유발하는 효과를 힘의 모멘트(Moment of Force) 또는 토크(torque)라고 하며, 이 경우에 병진운동에서 관찰되는 관성과 유사하게 회전운동에 관한 관성을 생각할 수 있다. 이러한 회전운동에 관한 관성을 관성 모멘트(Moment of Inertia) 또는 회전관성이라고 부른다.
관성 모멘트는 대응하는 개념인 질량과 같이 스칼라량이지만 동일한 물체의 경우에도 회전에 대한 배치에 따라 다른 값을 갖는다. 물론 회전축의 배치가 정해진 후에는 상수로 취급할 수 있다. 물체에 토크가 작용하면 회전운동에 대한 뉴턴의 제2법칙에 따라 알짜 토크에 비례하고 관성 모멘트에 반비례하는 각가속도가 생긴다.

<중 략>

2. 실험 방법
2.1. 회전축의 관성 모멘트 측정

(1)
먼저 회전축의 관성 모멘트를 측정하기 위하여 회전축이 수직으로 서있는지 확인한다. 회전축에 원반이나 회전막대를 설치한 후 수준기를 이용하여 수평을 확인한다.

(2)
원반이나 회전막대를 제거한 후 A-스탠드의 회전축에 있는 풀리에 실을 감는다. 이때 가지런히 감아야 나중에 추를 낙하시킬 때 실이 제대로 풀리지 않아서 생기는 오차를 막을 수 있다.

(3)
실이 감긴 회전축의 지름을 버니어캘리퍼스를 이용하여 측정하고, 실의 반대쪽 끝에 추걸이를 연결한다. 그런 다음 자를 이용하여 지면으로부터 추까지의 높이를 측정한다. 이때 추걸이의 가장 밑바닥 면까지의 높이를 측정한다. 그 이유는 회전축에 감긴 실을 풀리면서 추가 낙하할 때 지면에 가장 먼저 닿는 부분이 추걸이의 바닥면이고 또한 운동방정식을 기술할 때의 시간이 바닥면에 닿기까지의 시간이기 때문이다.

참고자료

· 「관성 모멘트」, 『위키백과』.
· <https://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B4%80%EC%84%B1_%EB%AA%A8%EB%A9%98%ED%8A%B8> (2017.05.30.)