관성모멘트 측정 실험, 구심력 측정 실험 예비보고서

소개

관성모멘트 측정 실험, 구심력 측정 실험 예비보고서 입니다.

목차

실험 예비보고서
제목
1.실험목적
2.실험원리
3.실험기구 및 장비
4.실험방법
5.결과예측
6.참고문헌

본문내용

관성모멘트 측정 실험, 구심력 측정
1. 실험 목적
① 관성모멘트 측정 실험
모멘트에 의해 작동하는 강체가 마찰이 적은 축 주위를 회전할 수 있도록 되어 있으며 회전 각도와 각 속도를 시간의 함수로 측정한다. 또한 각 가속도를 모멘트의 함수로 결정한다.
② 구심력
물체가 용수철에 의해 등속 원운동 할 때에 물체의 질량, 궤도 반지름 및 주기를 측정하여 구심력을 구하고, 용수철의 복원력과의 관계도 알아본다.
2. 실험 원리
① 관성모멘트 측정 실험
1) 관성모멘트의 정의
어떤 물체가 질량은 있으나 크기가 없거나 매우 작은 경우 그 물체를 질점으로 취급할 수 있다. 우리 주위에 있는 실제의 물체들은 모양과 크기를 갖기 때문에 모양, 크기, 질량의 분포에 따라 회전 운동이 달라질 것이다. 관성모멘트는 이와 같이 크기가 있는 물체의 회전운동을 기술하는 데 필요한 물리량이다. 직선 운동하는 물체의 경우, 질량이 관성(운동 상태를 유지하려는 성질)의 역할을 하는 것처럼, 회전 운동하는 물체의 경우, 관성모멘트가 관성의 역할을 한다. 즉, 물체의 관성모멘트는 회전 운동의 변화에 관한 관성이다.
질량이 m인 질점의 한 입자가 회전축으로부터 거리 r만큼 떨어진 위치에서 v의 속도로 회전하는 경우, 그 때의 운동 에너지는 이다. 이 입자의 각속도가 w라면, 운동 에너지는 이 된다.
< 그림 1 고정축 주위로 회전하는 강체 >

4. 실험 방법
① 관성모멘트 측정 실험
A. 원판과 막대의 관성모멘트 측정
1) 그림4과 같이 삼발이 위에 회전 원판을 끼워 놓고, 그 위에 금속환을 올려놓는다. 만약, 회전 팔 막대로 실험할 경우에는 회전 팔 막대를 삼발이 위에 끼운 다음 고정나사를 조여서 고정시키면 된다.
2) 도르래 지지대를 설치하고 삼발이에 낚싯줄을 연결한 후, 낚싯줄을 지지대의 아래에 있는 도르래로부터 위에 있는 도르래까지 연결한 다음 위로 빼내어 추걸이에 연결한다. 이때 추걸이가 땅에 땋지 않을 정도로 연결하여야 한다.

참고자료

· 일반 물리 실험 책 ‘관성모멘트 측정 실험’, ‘구심력 측정’ 부분. 외 다수