관성모멘트 (결과)

최초 등록일
2019.04.18
최종 저작일
2016.04
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목차

Ⅰ. 요약
1. 실험목적
2. 이론 및 원리
3. 실험장비 및 과정

Ⅱ. 결과

Ⅲ. 토의

Ⅳ. 참고 문헌

본문내용

1. 실험목적
● 물체를 회전 장치를 통한 중력의 일정한 힘으로 회전시키고, 에너지 보존을 이용하여 물체의 관성모멘트를 측정한다.
2. 이론 및 원리
(1) 관성모멘트의 정의
어떤 물체가 질량은 있으나 크기가 없거나 매우 작은 경우 그 물체를 질점으로 취급할 수 있다. 우리 주위에 있는 실제의 물체들은 모양과 크기를 갖기 때문에 모양, 크기, 질량의 분포에 따라 회전 운동이 달라질 것이다. 관성모멘트는 이와 같이 크기가 있는 물체의 회전 운동을 기술하는 데 필요한 물리량이다. 직선운동하는 물체의 경우, 질량이 관성(운동상태를 유지하려는 성질)의 역할을 하는 것처럼, 회전 운동하는 물체의 경우, 관성모멘트가 관성의 역할을 한다. 즉, 물체의 관성모멘트는 회전 운동의 변화에 대한 관성이다.

<중 략>

3. 실험장비 및 과정
실험 기구: 관성모멘트 실험장치, 고정용 클램프, 버니어캘리퍼스
①관성모멘트 실험 장치를 세팅한다.

※주의
● 실이 풀리는 회전면과 도르래, 실, 낙하추는 모두 한 평면에 있어야 한다.
● 추가 가장 낮은 위치에 있을 때 도르래와 충돌하지 않는 범위에서 낙하거리가 긴 쪽이 실험에 유리하다.
● 모든 장치는 운동 시 이동이나 진동이 없도록 단단히 고정시켜야 한다.

②먼저 회전 장치 자체의 관성모멘트를 결정한다. 아무것도 설치되지 않은 상태에서 추걸이에 추를 넣고 실을 감아올리고 추를 최대한 안정화 시킨 후, 가만히 놓아 회전운동을 시키고 초를 잰다.

※주의
● 추의 질량은 가속도 측정 및 회전 장치의 마찰을 감안, 무거운 쪽이 유리하고 실제 실험에서는 200 ~ 300g 정도가 적당하다.
● 추가 낙하하는 시점을 정확히 잘 잡아야 좋은 결과를 얻을 수 있다.

③동일한 실험을 3회 반복하여 평균 가속도를 구한다.
④회전 장치에 각각 원환, 원판을 올려놓고 동일한 방법에 의해 각 물질이 올려졌을 때의 가속도를 구한다.
⑤버니어캘리퍼스를 이용 회전반경, 원환의 내외경..

<중 략>

참고 자료

Hugh D. Young; Roger A. Freedman (2004). 〈9.5 Parallel-Axis Theorem〉. 《Sears and Zemansky's University Physics: with Modern Physics》 11 Edition판. Addison Wesley. p. 345-6쪽.
문희태(2006), 『개정판 고전역학』, 서울 : 서울대학교출판부, 233-4쪽.
Eric Weisstein. “Parallel Axis Theorem”. 《Eric Weisstein's World of Physics》.

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