물리학실험/물리학실험1-관성모멘트(아주대 A+)

소개

아주대 물리학실험1 A+ 보고서
관성모멘트

목차

1. 이론
2. 측정값
3. 결과
4. 토의
5. 참고문헌

본문내용

제목: 관성모멘트

[1] 이 론
회전운동을 규정하는 운동 방정식은
이다. (1)
(는 관성모멘트이고 는 각가속도이다.)
원통형 고리에서의 관성모멘트는 다음과 같다.
(2)
원반의 회전중심축 주위의 관성모멘트는 다음과 같다.
(3)

회전체의 형체가 단순한 대칭성을 갖지 않을 경우에는 각가속도 와 토크 를 측정한 뒤 (1)식을 사용하여 를 간접측정한다.

서로 구속된 두 물체의 운동의 등가 자유 물체도에서 회전체에 작용하는 토크는 이므로, 회전체와 실에 매달린 질량 인 물체의 운동 방정식은
(4)
(5) 가 된다. 그러나 두 물체의 운동은 늘어나지 않는 실에의해 구속되어 있으므로, 그리고 (6) 의 조건이 성립한다. 또한 이므로 위와 같은 관계식을 구하게 된다.
(7)
(8)
(7)식으로부터 가속되는 상태에서 장력이 mg보다 작음을 볼 수 있고, (8)식의 오른 변에 있는 변수들을 측정함으로써 관성모멘트 를 구할 수 있다.

<중 략>

[4] 토의
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?

가속도를 구하기 위해서는 시간과 속도의 값이 정확하게 주어져야 하지만, 측정기가 실제로 측정하는 값은 시간과 위치로 이 값으로 바로 가속도를 구할 수는 없고 먼저 속도를 구해야한다. 그렇기 때문에 속도-시간 그래프에서 속도에 해당하는 값은 정확히 측정된 속도가 아니라 그때 시간의 위치와 그 바로 전 시간의 위치의 평균값을 활용해 구한 속도이다. 따라서, 속도의 정확한 값을 얻을 수가 없게 된다.
시작점을 속도가 0이 아닌 지점에서부터 떨어져 잡아야지만 상대적으로 더 정확한 값을 얻을 수 있게된다. 그러나, 운동을 막 시작할 때의 데이터는 속도가 0이기 때문에 정확한 값을 얻지 못해 등각가속도 운동이라고 보기 어려운 것이다.

참고자료

· 대학물리학1 / Ramond A.Serway, John W. Jewett / 북스힐 / p.237~252