각운동량 보존

소개글

각운동량 보존실험에 대한 보고서입니다. (그림 기재됨)실험을 통해 나온 결과값들을 보고 직접 경향성을 찾아 이론을 증명하고 분석하였습니다.알차게 구성 되어있으며 `분석 및 토의`를 각별히 신경써 작성하였습니다. 참고자료로 쓰기에 좋은 레포트로 판단됩

목차

<목적>
<이론의 의의>
<이론 및 원리>
<실험 방법>
<분석 및 토의>
<실험후기>

본문내용

사각질량의 각운동량 보존 실험은 사각질량이 각각 10cm, 20cm에 위치할 때의 관성모멘트(회전관성)을 구한 후 주기를 이용하여 각속도를 구하고 이를 통해 각운동량과 회전운동에너지를 구하여 각운동량이 보존되는 것과 에너지보존 여부를 확인하였다. 또한 디스크와 링의 각운동량 보존실험은 주기를 구한 후 주어진 관성모멘트를 통해 각운동량과 회전운동에너지가 보존됨을 확인하였다. 이때 각운동량과 회전운동에너지의 이론값과 실험값과의 오차는 대체로 57%내로 나왔다. 다소의 오차는 있지만, 이는 실험 중 회전판을 지탱해주는 수평대가 흔들리고 마찰력 등의 외력이 작용하여 오차가 생긴 것으로 판단된다. 그리고 회전하는 디스크 위에 링을 접촉시켜 주기를 측정할 때 두 물체가 동시에 회전하지 못하고 서로 다른 각속도로 회전하여 흔들리는 현상을 볼 수 있었고, 디스크와 링 사이의 마찰력이 작용하여 오차를 생기게 했을 것이라 판단된다.
사각질량의 각운동량 보존 실험에서 실을 잡아당길 때 회전반경은 줄어 들지만 회전하는 속도인 각속도가 증가함을 확인할 수 있었다. 이는 각운동량이 L=mr2w로 표현 될 수 있고, 각운동량이 보존될 때 L은 일정하므로 r이 작아지면 w는 커지는 것을 알 수 있다. 따라서 회전반경이 줄어들면 각속도가 빨라진다고 분석할 수 있다. 이를 통해 피겨 스케이팅 선수가 발을 바깥쪽으로 뻗은 상태에서 어느 정도의 속도로 돌다가 발을 안으로 모으자 좀 더 빠르게 도는 현상을 설명할 수 있다. 또한 디스크와 링이 합쳐졌을 때 관성모멘트(회전관성)이 커지자 회전속도(각속도)가 작아짐을 알 수 있었다.
이를 통해 ‘관성 모멘트가 클수록 물체의 회전상태를 변화시키기가 어려워지고, 질량이 서로 다른 두 물체가 동일한 힘을 받을 때에 질량이 큰 물체는 물리적으로 상태변화를 하는 정도가 질량이 작은 물체보다 상대적으로 적은 것과 같이 관성모멘트(회전관성)은 회전하는 물체의 각운동량에서 질량의 역할을 하는 물리량 이다’ 라고 분석하였다.

참고 자료

없음