아주대학교 물리학실험 관성모멘트 결과보고서 A학점

소개

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목차

1.측정값
2.결과
3.토의

본문내용

1. 질문에 대한 토의
질문 1. 이 실험에서 운동을 막 시작하였을 때의 데이터의 한 점, 또는 두 점이 직선에서 약간 벗어나는, 즉, 등각가속도 운동이라고 보기 어려운 원인은 무엇인가?

ANS : 등각가속도란 회전하는 물체의 각가속도가 일정한 운동으로 회전하는 물체에 작용하는 돌림 힘인 토크가 일정할 때 물체의 질량과 관성모멘트가 달라지지 않는 것이다. 하지만 이 실험에서 측정자가 원반을 잡고 있다가 원반을 잡고 있던 손을 놓으면서 실험이 진행되는데 이 때 원반을 잡고 있던 손으로 인해서 약간의 힘이 측정값에 영향을 주고, 도르래에 감겨 있던 실들이 고르게 감겨있지 않은 상태에서 실이 풀리다보니 등각가속도 운동이라 보기 어렵다.

질문 2. 실험 1(a)의 3항에서 “실이 겹쳐서 감기지 않고, 한 겹으로 가지런히 감기도록” 하기를 지시하는 이유는 무엇인가?

ANS : 실을 도르래에 감을 때 겹쳐지게 되면 미세하지만 반지름에 영향을 주게 되고 또한 실이 풀리면서 겹쳐져 있던 실에 의해서 마찰력 때문에 일정한 속도로 실이 풀리지 않아 오차가 발생할 수 있다.

질문 3. 4부 데이터 분석의 5항에서 이론값을 근사식에 의한 것이라고 표현하였다. 이 실험에서 원반에 대한 (3)식은 왜 근사식인가?

ANS : 원반에 대한 (3)식은 이상적인 원 형태를 띄고 있는 물체에 대한 관성모멘트인데 이번 실험에 쓰인 원반은 도르래 위에 고정을 하기 위해서 네모난 구멍이 있었고, 또한 원반에 끝부분이 튀어나와 있었다. 그러므로 실험에 쓰인 원반은 이상적인 원형태를 띄고 있지않기 때문에 이 식은 근사식이라고 할 수 있다.

질문 4. 식 (4), (5), (6) 으로부터 식 (8)을 유도하시오.

질문 5. 실험1(a)에서 구한 관성모멘트 값의 오차는 타당한가?　실험1(b)에서 구한 값을 토대로 하여 결과를 검토하시오.
ANS : 실험1(a)에서 구한 관성모멘트는 라는 식으로 3단 도르래와 원반을 합친 관성모멘트와 원반의 관성모멘트의 이론값에 대한 상대오차이다 이 값으로 5.778%가 나오게 되었다.

참고자료

· 제12판 물리학실험 (아주대학교) p73 ~ p78