회전장치를 이용한 관성모멘트 측정 예비레포트

소개글

회전장치를 이용한 관성모멘트 측정 예비레포트

목차

1. 이 실험의 목적은 무엇인가?
2. 측정치의 계산에 사용되는 관계식들을 기본 이론에서 찾아 각각의 물리학적 의미를 설명하시오.
3. 본 실험의 수행과정을 블록 다이아그램(block diagram)으로 작성하시오.

본문내용

1. 이 실험의 목적은 무엇인가?
두 물체로 된 회전체의 관성 모멘트를 측정한다.

2. 측정치의 계산에 사용되는 관계식들을 기본 이론에서 찾아 각각의 물리학적 의미를 설명하시오.
(1) 강체에서 계 내의 질점들은 서로 확고부동한 위치를 지키고 있다. 그런데 이런 강체가 각속력를 갖고 회전할 경우를 생각해 보자.
회전축에서 의 거리에 있는 질량의 질점은 각속력로 반지름의 원운동을 하게된 다. 이때 이 질점의 선형속도와 운동에너지는 다음과 같다.


강체의 경우는 가 모든 질점에 대해 공통이며 회전축으로부터의 수직거리은 질점마 다 다르다. 이 강체의 총운동에너지를 라 하면 다음과 같다.

여기서 은 다음과 같이 로 나타내고

이 를 관성 모멘트 혹은 관성능률이라 한다.
의 차원은 이며 는 회전축으로부터 강체 입자간의 수직거리이다. 그리고 불연 속적인 질점들로 이루어지지 않은 연속적인 물체에 대해서는 다음과 같다.

회전운동에 대한 에너지는 즉,

이 되는데 이는 새로운 물리량이 아니라 단지 물체의 모든 부분에 대한 병진 운동에너 지의 합인 것이다.

(2) 회전축에 감겨진 줄에 질량 의 추를 달아 낙하시킨다. 그러면 회전축에서의 거리가 각 각 만큼 떨어진 질량 의 두 물체계가 회전 에너지 보존법칙에서
계의 처음 역학적 에너지 = 계의 나중 역학적 에너지
이다.

참고 자료

1) 물리학, 물리학교재편찬위원회,(淸文閣)
2) 숭실대학교 물리학 사이트