[일반물리학 실험] 물리진자 회전관성

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최초 등록일
2020.07.10
최종 저작일
2020.06
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"[일반물리학 실험] 물리진자 회전관성"에 대한 내용입니다.

목차

1. 개요 (Introduction)

2. 이론 (Theory)
1) 물리진자 운동의 묘사
2) 회전관성모멘트
3) 물리진자의 주기 계산
4) 감쇠상수 계산

3. 실험장치 및 실험절차 (Apparatus & Procedure)

4. 데이터 및 결과 (Data & Results)
1) 진자 1(주기 계산값과 오차 계산 과정 표기)
2) 진자 2 (주기 계산값과 오차 계산 과정 표기)
3) 진폭에 따른 주기의 변화(1)
4) 물리진자의 감쇠운동

5. 오차분석 (Error Analysis)

6. 토의 (Discussion)

7. 참고문헌 (References)

본문내용

Ⅰ. 개요 (Introduction)
물리진자의 운동은 단진자 운동의 물리적 개념 외에도 질량중심, 관성모멘트 등의 물리적 개념을 포함하고 있으며, 이번 실험에서는 물리진자의 주기를 결정하는 요인에 대해 찾아보고, 회전운동과 관성모멘트에 대하여 알아본다.

Ⅱ. 이론 (Theory)
1) 물리진자 운동의 묘사
물체의 질량중심을 중심으로 운동하면 그것은 회전운동이라 할 수 있다. 그러나 질량 중심이 아닌 다른 한 점을 중심으로 힘을 가하면 앞뒤로 진동하게 된다. 이러한 물체를 물리진자라 한다. 여기서도 운동하는 물체의 길이 ‘l’을 적절히 규정한다면 단진자의 주기에 대한 식을 적용할 수 있다. 그림 1과 같이 운동하는 강체가 있다.

여기서의 질량 중심을 CM, 고정점을 S라고 하면, 이 물체는 S를 중심으로 회전(진동)하게 된다. 이 진자는 중력방향에 대해 무게중심과 점 S를 잇는 선분이 θ의 각을 이루도록 밀려 있다. 물론 이 θ=0°일 경우는 진자운동을 하지 않게 될 것이다. 진자의 무게 mg 는 무게 중심에 작용하여 τ= -mgh sinθ의 복원 토크를 일으킨다. 이때 h는 고정점 S와 질량중심 사이의 직선거리이다. 음의 부호는 복원토크의 방향이 언제나 θ가 감소하는 방향으로 존재한다는 것을 의미한다. 즉, θ가 양이면 토크는 음이고, θ가 음이면 토크는 양이기 때문에 식 양변의 부호를 일치시키기 위하여 음의 부호가 붙는 것이다.

참고 자료

일반물리학실험, 강준희 외 10명 등, 북스힐, 2019
대학물리학, 김용은, 자유아카데미, 2009
물리학과 이러닝 & 강의자료
https://gemutsruhe.tistory.com/1
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