건국대 서울캠 일반 물리학 및 실험1 관성모멘트 측정 실험 보고서 만점 자료
- 최초 등록일
- 2020.06.11
- 최종 저작일
- 2020.06
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목차
1. 실험 제목
2. 실험 날짜
3. 실험 목적
4. 실험 이론
5. 실험 장비
6. 실험 방법
7. 실험 결과
8. 토의
9. 참고 문헌
본문내용
1. 실험 제목
-관성모멘트 측정
2. 실험 날짜
-2020.05.25 (레포트 작성일: 2020.05.30)
3. 실험 목적
1)물체를 회전장치를 통한 중력의 일정한 힘으로 회전시키고, 이때의 회전장치의 각속도 및 각가속도를 직접 측정하여 물체의 관성모멘트를 구한다.
2)회전반경과 관성 모멘트, 평행축 정리 등의 이론을 실험을 통해 확인한다.
3)회전운동과 토크의 관계를 실험적으로 확인한다.
4. 실험원리 및 방법
회전에너지는 강체(계 안에 속하는 입자가 항상 상호 간 같은 상대적 위치를 유지하는 물체)의 질량 외에 모양과 크기에 따라 다르게 되는데 이와 같이 회전에너지를 설명할 때 관성모멘트라는 물리량을 사용하면 편리해 진다. 직선운동의 경우, 물체의 질량이 관성의 역할을 하는데 회전운동의 경우 바로 이 관성모멘트가 관성의 역할을 한다. 즉, 관성모멘트는 강체가 회전 운동을 할 때, 그 운동을 유지하려는 정도를 나타내는 물리량이다. 질량이라는 물리량이 있어 직선운동의 기술이 편리해진 것처럼 회전운동의 경우 관성모멘트의 정의로 인해 회전운동의 기술이 편리해진다. n개의 질점으로 구성된 강체가 고정 축 주의를 각속도 로 회전하면, 총 운동에너지 K는 이다. 여기서 로 정의된 양으로 관성모멘트이다. 여기서 는 회전축으로보터의 거리이다. 연속적인 질량분포의 경우에는 다음과 같다. 그림1과 같이 질량 인 추가 도르래와 실의 통해 회전장치에 연결되어 있는 경우를 생각해보면, 추가 가속도 a로 자유낙하하는 경우 실에 작용하는 장력()을 고려하면 의 관계가 성립한다. 여기서 는 회전장치의 각가속도로 실이 미끄러짐 없이 풀리는 경우로 가정하였다. 따라서 회전장치에 작용하는 토크()는 로 주어지며, 이 경우 회전장치의 각가속도 및 시간에 따른 회전각, 관성 모멘트 다음과 같다.
실험 2 질점의 관성모멘트
질점의 관성모멘트는 로 주어진다. 시료의 크기를 무시하면 질점시료의 관성모멘트는 시료의 위치 즉 회전반경의 제곱에 비례하게 이를 실험적으로 확인한다.
참고 자료
위키백과
건국대학교 물리학과/일반물리학실험/북스힐/2019
건국대학교 물리학과 11주차 실험 강의 영상