일반물리학실험(1) 8주차 각운동량의 보존

소개

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목차

Ⅰ. 개요 (Introduction)
Ⅱ. 이론 (Theory)
Ⅲ. 실험장치 및 실험절차 (Apparatus & Procedure)
Ⅳ. 데이터 및 결과 (Data & Results)
Ⅴ. 오차분석 (Error Analysis)
Ⅵ. 토의 (Discussion)
Ⅶ. 참고문헌 (References)

본문내용

Ⅰ. 개요 (Introduction)
회전하고 있는 원판에 다른 원판 또는 고리판을 떨어뜨렸을 때, 충돌 전과 충돌 후의 각속도를 측정하여 각운동량이 보존됨을 확인하는 것이 이번 실험의 목표이다. Rotary Motion Sensor를 이용하여 충돌 전과 충돌 후의 각속도를 측정할 수 있다. 떨어뜨리는 물체의 모양과 질량에 따라 각운동량이 어떻게 변화하는지를 알아보도록 한다.

Ⅱ. 이론 (Theory)
1. 회전 관성 또는 관성모멘트
회전 관성, 즉 관성모멘트란 회전하는 물체의 운동을 변화시킬 때 저항하는 회전 물체의 성질을 의미한다. 이 값은 회전축을 중심으로 하는 질량 분포와 관계가 있으며, 회전축에 따라 값이 달라진다. 원판의 관성모멘트는    , 고리판의 관성모멘트는    내  외 의 식을 통해 구할 수 있다.

2. 각운동량
1) 비고립계의 각운동량과 뉴턴의 제 2법칙
위치 에서 선운동량 를 가지고 움직이는 입자에 작용하는 알짜 돌림힘은
   ×  ×  × ×  ×  이다.
2) 고립계의 각운동량 보존 법칙
알짜 외부 돌림힘이 없을 때, 즉 계가 고립되어 있을 때 계의 각운동량의 방향과 크기는 항상 일정하다. (   )
3) 회전하는 원판과의 충돌
충돌은 외부의 힘과는 관계없이 계 내부의 상호작용에 의한 것이므로 원판과 원판, 또는 원판과 고리판은 고립계를 구성하며 계의 각운동량은 충돌에서 보존된다.
3. 버니어캘리퍼스
조, 쇠부리, 깊이바, 어미자, 아들자로 이루어져 있다. 조는 두께나 바깥쪽 지름을 측정할 수 있고, 쇠부리는 구멍이나 안쪽 지름을 측정할 수 있으며, 깊이바는 구멍이나 홈의 깊이를 측정할 수 있다. 조를 이용하여 물체를 고정하고, 지름을 측정할 경우 원의 중심을 지나는지 확인해야 한다. 어미자의 눈금을 읽은 다음, 어미자와 아들자의 눈금이 일치하는 눈금을 읽는다.

참고자료

· 대학물리학, Serway&Jewett, 북스힐