[물리실험] 관성모멘트 측정

목차

1. 실험제목
2. 실험일시
3. 제출자
4. 실험목적
5. 실험원리
6. 실험기구
7. 실험방법
8. 실험결과
9. 토의 (discussion)

본문내용

7. 실험방법
① 수준기를 써서 장치의 지지판이 수평이 되도록 지지판의 나사를 돌려 조절하고 물체 m₁과 m₂는 같은 질량(m)이 되게 하여 회전축에서 같은 거리에 위치하도록 하며 단단히 고정한다. 그림 1.8.1에서와 같이 물체 m과 중심에서 m까지의 거리 r을 여러 차례 측정하여 평균을 구한다.

② 추걸이에 질량 M인 추를 달고 줄을 회전축에 고르게 감아서 추가 임의의 기준점에있도록 한다. 초시계를 누름과 동시에 추를 낙하시켜 낙하거리가 h(높이는 각자가 적당히 정함)될 때의 시간을 여러 차례 측정하여 평균을 구한다. 이때 M과 h는 일정하게 유지한다.

③ 회전축의 직경 2R(R: 회전축 중심으로부터 물체까지의 거리)을 버니어 캘리퍼스로 여러 차례 측정하여 반경 R을 구한다.

④ 과정 ①, ②, ③의 측정값으로부터 관성모멘트 Itot을 회전체의 관성모멘트의 공식으로 구한다.

⑤ 위에서 구한 관성모멘트를 회전축과 수평막대의 관성모멘트 Iver과 수평막대에 고정된 두 물체( m₁과 m₂)의 관성모멘트 Iobj의 합이다. 즉 Itot= Iver+ Iobj 이다. 따라서, 두 물체의 관성모멘트 Iobj은 Iver을 알아야 구할 수 있다. Iver은 두 물체 m₁과 m₂를 수평막대로부터 떼어낸 후 과정 ②를 반복해서 t'을 측정하여 구한다.

⑥ 과정 ②, ③과 ⑤의 측정값으로부터 관성모멘트 Iver을 역시 회전체의 관성모멘트의 공식으로 구한다.

⑦ 과정 ④의 Itot에서 과정 ⑥의 Iver을 빼어, 두 물체의 관성모멘트 Iobj을 구한다.

⑧ ⑦의 결과와 이론값 I th=1/2mr 를 비교해 본다.

참고 자료

vector mechanics ( 동역학 ) - hibller 저 - Mcgrawhill
vector - 동역학 - meriam kraige 저 - Willy