[일반물리학실험]우주선의 자세 제어 방법

소개글

서울대학교 일반물리학 실험 결과레포트입니다

목차

(1) 요약
(2) 서론1)
(3) 본론
(4) 결론
(5) 참고 문헌

본문내용

(1) 요약
이번 실험은 각운동량 보존에 관한 것이다. 고립된 계의 각운동량은 보존되는 양으로, 외력을 받는 경우에도 계에 가해지는 총 돌림힘이 0이면 역시 각운동량은 시간이 지나도 변화하지 않는다. 이번 실험에서는 빛살문 검출기와 회전각 검출기를 사용하여 회전체와 회전 원판의 회전각 및 회전 속도, 회전 가속도를 구하고 이 수치의 비를 통해서 각운동량 보존 여부를 가리는 것을 주목적으로 하고 있다. 그 과정에서 회전체와 모터, 회전 원판의 회전관성도 구해보며 실험으로 구한 회전관성의 크기와 이론으로 구한 회전관성의 크기를 비교해 본다. 실험 결과 각운동량은 보존되지 않는 것으로 나타났으며 이는 마찰력 때문인 것으로 생각된다.

(2) 서론1)
고립된 역학 계의 각운동량(angular momentum)은 보존되는 양이다. 또, 외부로부터 작용을 받는 계의 경우라도 계에 가해지는 총돌림힘(total torque)이 0 이면 각운동량은 시간에 따라서 변화하지 않는다. 이러한 자연의 속성을 각운동량의 보존 법칙이라고 부르며 거꾸로 말하자면, 계의 각운동량을 변화시키기 위해서는 특별한 요인 즉, 계 외부로부터의 돌림힘이 필요하다. 계의 관성 모멘트를 I, 각속도를 ω 라고 하면 각운동량은
L = Iω
이고 또, 회전축으로부터 r 만큼 떨어진 곳에서 속도 v 로 운동하고 있는 질량 m 인 입자의 각운동량은,
L = mr x v = r x (mv) = r x P
로 표시된다.
입자들로 이루어진 강체의 경우, 각 입자에 대한 각운동량의 벡터 합으로 계의 각운동량을 나타낸다. 균일한 원판(질량 M, 반지름 R)의 중심 축에 대한 각운동량의 크기는
L = 1/2 MR2ω2
로, ω2(=dθ2/dt)는 각속도이다.
이 실험에서 정지 상태에 있던 모터와 회전체가 시간 t 뒤에 각운동량 l 로 회전한다면, 각운동량 보존은 원판의 각운동량이 같은 시간에

참고 자료

1),2) : http://physlab.snu.ac.kr/http(1)/lab/exp4.htm