관성모멘트 실험

소개

경희대학교 물리학및 실험

목차

1) 목적
2) 이론
3) 실험 장치 및 기구
4) 실험 방법
* 실험시 주의 사항
* 실험 결과
* 분석 및 토의
소감 및 오차원인분석

본문내용

소감 및 오차원인분석

회전 운동 법칙은 외부에서 돌림 힘이 작용하지 않는 한 어떤 물체든지 그 회전상태를 그대로 유지하려고 한다(τ =0 이면 L = 일정) 이를 각운동량의 보존법칙이라고 부른다. 또, 물체의 관성모멘트가 클수록 회전상태를 변화시키기가 어려워(즉, 더 큰 돌림 힘을 필요로 한다.) 일정한 각운동량을 유지하려는 속성(관성)이 큼을 알 수 있다. 이것이 바로 관성모멘트이다. 실험A 에서는 회전축의 관성모멘트는 I。(축)= 0.00004 였고 실험B에서는 회전 막대의관성 모멘트 I₁(막대)= I (축+막대) - I。(축) = 0.0113 이였다. 여기서 회전 막대가 회전축보다 회전 막대에서의 추가 떨어지는 시간이 더 오래 걸리는 것을 확인할 수 있었다.즉, 회전막대의 관성 모멘트가 크기 때문에 더 큰 돌림힘을 필요로 한다는 것을 알 수 있었다.
실험C 에서도 마찬가지로 질점을 16cm, 24cm 옮김으로써 16cm, 24cm떨어진 막대의 추가 떨어지는 시간이 더 오래 걸리는 것은 관성 모멘트의 증가로 인한 것임을 알 수 있다.
마지막 실험D 에서도 눕혀진 원판의 관성 모멘트가 커서 추가 떨어지는 시간이 오래 걸렸는데 이것은 원판의 관성 모멘트가 크기 때문이다.(관성 모멘트가 큰 : 세워진 원판보다는 눕혀진 원판의 질량 분포가 회전축과 더 멀리 떨어져 있기 때문) 그리고 실험D에서의 이론값과 실험값은 약간의 오차가 있지만 눕혀서의 관성 모멘트가 세워서의 관성 모멘트보다는 2배정도 크다는 것은 확인할 수 있었다.

▷ 오차분석
회전축의 관성 모멘트의 경우 이론값에 비해 조금 작게 실험값이 나왔고, 원판의 관성 모멘트의 경우 이론값에 근접하기는 하나 실험값이 눕힌 원판은 작게, 세운 원판은 더 크게 나온 것을 볼 수 있다. 우선은 예비 보고서를 쓰며 쌓은 이론적 배경을 가지고 실험값을 분석해 보면, 실험값에 오차가 포함 되어 있던 걸 감안 한다면, 질량이 변해도 관성 모멘트의 값은 변하지 않는 다는 것을 확인 할 수 있었다.

참고자료

· 없음