[서울대학교 물리학실험1] 자이로스코프

목차

Ⅰ. 실험 목적

Ⅱ. 실험 배경이론
가. 토크와 각운동량
나. 자이로스코프

Ⅲ. 실험 방법
가. 실험 기구
나. 실험 과정

Ⅳ. 실험 결과
가. 자이로스코프의 각도에 따른 세차각속도
나. 추의 무게(토크)에 따른 세차 각속도
다. 장동운동 관찰
라. 오차요인 분석

Ⅴ. 결론

VI. 참고문헌

본문내용

Ⅰ실험 목적
각운동량과 토크의 의미와 관계를 이해하고, 자이로스코프를 통해 세차 운동과 장동운동을 관찰하고 세차각속도 등을 측정하고 분석한다.

Ⅱ실험 배경이론
가. 토크와 각운동량
강체에 작용하여서 물체가 회전할 수 있도록 하는 물리량을 토크라고 부른다. 토크는 물체에 작용하는 힘과 그 힘이 작용하는 연장선 까지의 수직거리의 곱에 비례한다. 따라서 이를 식으로 나타내면 아래와 같이 나타낼 수 있다.

<중 략>

Ⅲ실험 방법
가. 실험 기구
자이로스코프, 실, 측정 장치, 컴퓨터, 추

나. 실험 과정
1) 추를 이용하여 관성바퀴와 평형을 이루도록 한다.
2) 다른 추의 무게를 측정하고 회전축의 한 곳에 추가로 장착한다.
3) 실을 이용하여 관성바퀴를 돌린다.
4) 장동운동이 심하게 발생하지 않게 주의하면서 관성바퀴를 수평면과 특정 각도를 이루도록 돌린다.
5) 컴퓨터를 통해 관성바퀴의 각속도, 회전축의 각속도, 회전축과 수평면이 이루는 각도를 측정한다.
6) 각 실험 조건에 대하여 3번씩 반복실험한다.

<중 략>

자이로스코프가 평면상의 회전 외에도 평면에 수직하는 운동성분을 가지고 운동하는 것을 관찰할 수 있었다.
또한 대부분의 실험결과에서 시간에 따른 회전각을 그래프로 그려 보면 대체적으로 선형관계를 보이지만, 순간 각속도가 증가했다가 낮아지는 과정을 일정 주기로 반복하였다. 이는 장동운동에 의한 영향이다.

참고자료

· 할리데이 일반물리학 9판, pg346=352