[일반물리학실험]세차 운동

소개

토크와 각운동량을 이해하고, 자이로스코프의 세차운동과 장동운동을 관찰한다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론 및 원리
2.1. 세차운동
2.2. 실험 요약

3. 실험 기구 및 시약

4. 실험 방법
4.1. 관성바퀴의 관성모멘트
4.2. 세차운동-세차각속도 측정

5. 실험 결과

6. 토의 사항
6.1. 실험 고찰
6.2. 질문 사항

본문내용

1. 실험 목적
1.1. 토크와 각운동량을 이해하고, 자이로스코프의 세차운동과 장동운동을 관찰한다.

2. 실험 이론 및 원리
2.1. 세차운동
연직축에 대하여 약간 기울어진 팽이의 축이 비틀거리며 회전하는 운동을 말한다. 회전체의 온각운동량벡터에 대해 아주 약한 외력의 모멘트가 수직으로 작용하여 생긴다. 천문학적으로는 지구의 자전축이 황도면의 축에 대하여 2만 5920년을 주기로 회전하는 운동과, 인공위성의 공전궤도면의 축이 지구의 자전축에 대하여 회전하는 운동 등이 있다. 이 때문에 천구상의 적도면과 인공위성의 공전궤도면의 교점은 적도를 따라 서쪽으로 이동한다. 이동하는 양은 지구적도 부분의 부푼 정도에 따라 결정된다.
세차운동은 종종 팽이 운동에 비유된다
팽이의 중심에 작용하는 지구의 중력과 축의 밑 끝에서 팽이를 버티게 하는 항력의 두 힘이 작용하여, 팽이의 축을 쓰러뜨리고자 하지만, 팽이가 회전하므로 회전하는 방향과 같은 방향으로 연직선의 주위를 원추운동한다. 지구의 자전 운동도 이것과 비슷하다. 지구의 자전축은 황도의 북극에 23.5도〫, 공전궤도면에 66.5도 기울어져 있어, 달과 태양의 인력이 지구의 자전축을 일으켜 세우려는 힘을 미친다. 따라서 지구의 자전축은 황도의 북극을 중심으로 원뿔 모양의 선회운동을 합니다. 팽이나 지구의 이러한 운동을 세차운동이라고 한다.
하지만 지구와 팽이의 운동에는 차이점이 있다. 팽이에서는 자전축을 쓰러뜨리려는 방향으로 작용하며, 팽이의 선회 방향은 팽이의 자전 방향과 같으나, 지구에서는 지구에 작용하는 인력은 팽이의 경우와는 반대로 자전축을 일으켜 세우려 하므로 지구의 자전축이 회전하는 방향은 지구의 자전 방향과 반대라는 점이 다르다. 이러한 지구의 세차운동 때문에 나타나는 별들의 위치 이동을 ‘세차’라고 부른다. 따라서 하늘의 북극은 태양과 달과 인력으로 지구의 자전축이 황도의 수직선을 중심으로 23.5도의 각 거리를 두고 황도의 극 둘레로 작은 원을 그리며...

<중 략>

참고자료

· 없음