회전운동

소개글

물리학실험 결과보고서입니다.

목차

1)목적
2)이론
3)실험장치
4)실험방법
5) 실험 결과
6) 토의 및 고찰
7)결론

본문내용

1)목적
학생들이 다양한 실험을 통하여 토오크, 각가속도, 관성모멘트에 대한 개념을 이해하며 이들 물리량들의 상관관계에 대하여 알아보고 그 양들이 변하게 되면 어떠한 현상이 나타나는지를 알아본다. 그리고 직선운동에너지와 회전운동에너지의 관계에 대하여서도 알아보자.

2)이론
물체가 회전축과 수직으로 힘을 받으면 토오크(돌림힘)가 생겨 회전운동을 하게 된다. 즉 토오크에 의해 물체의 각가속도가 생겨서 각속도와 각도가 증가하게 된다. 토오크는 회전반경과 힘에 비례관계에 있으며 토오크는 회전운동을 하게 되는 힘이므로 직선운동에 있어서 F=ma의 관계와 같이 각가속도와 비례관계에 있으며 비례상수는 관성모멘트(I)가 된다.
= × = I × α
회전운동에 있어서 질량에 대응되는 개념인 관성모멘트는 I = mii 이고, 회전운동에서의 회전운동에너지는 KR = ½Iω2 이다.
회전반경이 r인 원판에 실이 회전반경에 수직으로 도르래에 연결되어 있고 그 실의 끝에는 질량이 m인 물체가 연결되어 있다. 실에 있는 장은 중력보다 작은 힘이다. 운동에 대한 엄밀한 해석은 평판을 가속시키는 힘이 중력이 아닌, 장력 T에 의하여 설명이 된다.
mg - T = ma = mrα
τ = Tr = Iα
a = rα
= mg - mrα
τ = mgα - mr2α = Iα
mgr = Iα + mr2α
α =

고리에 질량이 큰 경우와 원판의 반지름이 큰 경우에는 mr2부분이 중요하다.

3)실험장치
(a) 회전장치의 부품
- 베이스 : 베이스의 수평지지대는 베이스의 수평조절을 하는 부분이며 베어링은 주축을 연걸하는 부분으로 주축이 회전 시에 마찰이 거의 없도록 되어 있어야 한다.
- 주축 : 주축을 메인평판에 있는 베어링에 꼽아서 베이스와 원판을 연결시켜준다.
- 수평계 : 항상 평면을 평행하게 되어 있는지를 알 수 있게 한다.

참고 자료

없음