[연세대] 일반물리실험 - 관성모멘트와 각운동량 보존

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2021.10.07
최종 저작일
2018.03
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목차

1. 실험결과
2. 결과분석
3. 토의
4. 참고문헌

본문내용

Experiment 5. 각운동량 보존
다섯 번째 실험에서는 회전관성모멘트에 변화를 주었을 때 각속도의 변화와 실제 각운동량은 보존되는지를 확인하기 위한 실험이다. 실험 중 나타난 그래프를 통해 초기 각속도를 구하고 이를 이용해 이론적으로 나타나야할 나중 각속도를 계산한 다음, 실제 실험에서늬 나중 각속도와 비교하여 이를 표로 나타내었다. 또한, 각속도와 관성모멘트의 곱을 나타내어 실제 각운동량은 보존되는지를 확인해보았다.

2. 결과분석
Experiment 1에서는 실험 중 기본적으로 세팅되는 축의 관성모멘트를 구하였다. 실에 매달린 추의 질량을 2g, 5g으로 나누어 측정하였다. 그 결과 2g에서 오차율이 대단히 크게 나왔고 5g의 경우 또한 마찬가지로 오차율이 큰 값을 나타내었다.
Experiment 2에서는 수직원반의 관성모멘트를 구하였는데 이때 실험 중 구한 관성모멘트의 값은 축과 수직원반의 관성모멘트가 합쳐진 값이므로 축의 이론적 관성모멘트를 뺀 값을 기록하였다. 그 결과 오차율은 대략 50% 정도로 나왔고 0.002007의 이론적 회전관성모멘트의 값을 갖는다는 것을 알아내었다.
Experiment 3에서는 수평의 원반의 관성모멘트를 구하였고 실제 실험 값에서 축의 관성모멘트를 빼준 값을 기록하였다. 그 결과 대략적인 오차율은 40%에서 50% 정도를 나타내었다.
Experiment 4에서는 링의 관성모멘트를 구하기 위해 실험값에서 축과 원반의 관성모멘트를 빼준 값을 기록하였다. 링의 경우 오차율이 100%를 초과한 큰 값이 나온 것을 확인하였다.

참고 자료

University.Physics.with.Modern.Physics.14th.edition.(Youngand Freedman).
Chapter 9, 10.
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