물리실험 - The Moment of Inertia ( 관성모멘트 )

소개

관성모멘트를 측정하는 실험입니다.

목차

1. 소개
- Introduction
- Theory

2. 재료와 방법
- 재료
- 실험 방법

3. 결과
- 회전축
- 디스크(수평)
- 디스크(수직)
- 링
- 막대

4. 고찰
- 결과 분석

5. 참고 문헌

본문내용

1. 소개

①。Introduction
모멘트가 있을 때 물체는 마찰이 적은 곳에서 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 이 실험의 목적은 시간에 따른 회전각과 각속도를 측정하는 방법을 익히고 관성모멘트를 구하는 것이다.

②。Theory
회전 운동은 위치 에너지, 운동 에너지, 그리고 회전 에너지에 의해 기술될 수 있다.`회전 에너지는 물체의 질량, 모양, 그리고 크기에 의해 좌우된다. 회전 에너지를 표현하기 위해서는 관성 모멘트의 개념을 적용하는 것이 편하다.

물체가 회전축을 중심으로 각속도 로 회전하는 n개의 입자로 구성되어 있을 때, 총 운동에너지 K는

(1)

는 관성 모멘트이다.

(2)

질량이 연속적으로 분포해 있을 때 관성 모멘트는 다음과 같다.

(3)


그림 1에서, 만약 질량 이 시간 동안 거리 만큼 떨어지면서 디스크의 회전을 만들어낸다면, 에너지 보존의 법칙은 다음과 같이 기술될 수 있다.

2. 재료와 방법

①。재료
회전축, 추(73.9g, 100g), 도르래가 달린 지지대, 실, 디스크, 링, 막대, 카메라, 컴퓨터
②。실험 방법
【1】회전축의 관성모멘트
그림 . 회전축의 관성모멘트

(a) 그림 5와 같이 장치한다. 이 때, 추가 떨어지 면서 도르래에 닿지 않도록 주의한다.
(b) image processing 장치를 연결하고 PhysicsView 프로그램을 가동한다. 카메라가 그림 5처럼 보이도록 한다.
(c) 지지대와 추가 같은 평면에 위치하도록 카메 라와 장치를 조절한다.
(d) 3초에서 5초 정도 이미지를 캡처하고 파일로 저장한다.
(e) 좌표 지정 메뉴를 실행시키고 저장된 파일을 연다. 좌표가 지정되면 지지대에 묶여있는 두 형 광 테이프가 표준 위치로 지정된다.
(f) 축을 돌려 추를 위로 올린다. 추가 위쪽의 도 르래에 닿지 않도록 주의한다.
(g) 카메라 캡처를 시작하고 장치가 안정된 후에 추를 떨어뜨린다.
(h) 이미지를 저장하고 캡처를 멈춘다.
(i) 분석 메뉴를 열고 저장된 파일을 불러온 후 분석을 시작한다.
(j) 추의 자취 그래프를 저장한다.
(k) 분석 파일을 저장한다.

참고자료

· [1] Department of Physics, General Physics Laboratory I, pp. 30
· [2] Department of Physics, General Physics Laboratory I, pp. 33
· [3] http://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B4%80%EC%84%B1_%EB%AA%A8%EB
· %A9%98%ED%8A%B8%EC%9D%98_%EB%AA%A9%EB%A1%9D