비틀림 진자 예비 보고서

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본문내용

1. 이 실험의 목적은 무엇인가?
비틀림 진자의 주기를 측정하여 철사의 강성률을 구한다.
2. 측정치의 계산에 이용되는 관계식들을 기본 이론에서 찾아 각각의 물리적 의미를 설명하시오.
1) 관성모멘트
바퀴가 돌 때 회전에 관련된 운동에너지가 있다. 바퀴가 수많은 작은 입자들로 구성되어 있다면, 질량이 mi이고 속력이 vi인 i번째 입자의 운동에너지는 mivi2이다. 전체 바퀴의 운동에너지는 k바퀴를 구성하는 모든 입자들의 운동에너지의 합이다.
k=mivi2
회전축으로부터 거리가 서로 다른 입자들은 다른 선속도 vi를 가지고 있으나, 바퀴는 강체이기 때문에 각 입자들은 같은 각속력 w를 갖는다. vi=Riw를 사용하면 바퀴의 운동에너지는
k=miRi2w2
이다. 위 식에서 과 w2를 밖으로 빼내면
k=w2(miRi2)
이 된다. miRi2을 관성모멘트 또는 회전관성이라고 한다. (기호:I)
I=miRi2) (SI단위:kgm2)
“축에 대한 물체의 관성모멘트는 물체가 그 축에 대한 각속도의 변화를 저항하는 양이다”
2)비틀림 진자
그림에 나타난 바와 같이 관성 능률이 I인 원판형 물체의 질량 중심에 비틀림 탄성을 갖는 철사를 연결하고 이 철사의 나머지 한 끝을 천장에 고정시켜 수직으로 매달아 놓았다.

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