[물리실험][결과보고서]토오크의 평형

소개

물리실험 토오크의평형 결과보고서입니다.

목차

실험결과
결과분석
- 결과분석
- 오차의 원인 및 개선점
토의
참고문헌

본문내용

<결과분석>

토오크를 받는 물체는 회전 운동을 하게 되므로, 역학적 평형을 이루려면 물체가 받는 모든 토오크의 합은 0 이 되어야한다.
이 실험에서 토크를 계산하기 위해 길이와 무게를 측정할 때 항상 정지 상태에서 측정하였기 때문에, 실험 상황에서는 물체들이 서로 역학적 평형을 이루고 있었다고 볼 수 있다.
토오크를 받는 물체는 회전 운동을 하게 되므로, 역학적 평형을 이루려면 물체가 받는 모든 토오크의 합은 0 이 되어야한다.
이 실험에서 토크를 계산하기 위해 길이와 무게를 측정할 때 항상 정지 상태에서 측정하였기 때문에, 실험 상황에서는 물체들이 서로 역학적 평형을 이루고 있었다고 볼 수 있다.
두 토오크의 평형은 먼저 각도를 30도로 설정한뒤, 막대가 평형을 유지하게끔 저울의 위치를 옮겼다. 자를 이용해서 중심으로부터 각 축까지의 거리를 측정했다. 이때 추의 질량 M2와 힘 F2의 크기를 기록하고, F2의 토오크를 찾아냈다. 용수철축의 실과 중심이 이루는 각도를 40,50…,80° 등으로 변화시키면서 이에 따른 토오크의 변화를 관찰하였다. 토오크의 평형이란 ∑τ = ∑(r×F) = 0 인 상태를 의미한다. 따라서 이론상으로라면 τ1-τ2/{1/2(τ1+τ2) 값이 0이어야 하지만 실제 측정에서는 0에 근사한 값만을 얻을 수 있었다.
세 토오크의 평형에서는 세 토오크를 매단뒤에 세 힘에 작용하는 수직거리를 구했다. 이는 토오크바퀴에 그려진 동심원을 이용했고 각 수직거리와 토오크에 작용하는 힘을 통해 토크
τ=F×dp를 구할 수 있었다. 마찬가지로 질량의 변화를 주면서 토오크의 변화를 관찰하였다.
토크의 시계방향을 (+) 로 잡고 반시계방향을 (-)방향으로 잡았을때 수치는 [표2]의 내용과 같았다. 세 토오크의 평형 역시 +,- 로 총합이 0가 되야했으나 실험도구나 과정상의 문제로 이론값을 얻지는 못했다.

☞ 오차의 원인 및 개선사항
1) 실험과정에서의 오차
① 평형 막대가 완전한 평형을 맞추지 못했던 것 같다.
② 용수철저울이 지면과 수직을 이루지 못했던 것 같다.

참고자료

· 물리학 교과서(수업 교재)
· Fundamentals of Physics 6th edition (Holliday 외 저)
· HIGHTOP Physics II (이강석 외 저)