1학기 일반물리학 실험레포트 - 자이로스코프 A+
- 최초 등록일
- 2022.02.05
- 최종 저작일
- 2021.05
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소개글
"1학기 일반물리학 실험레포트 - 자이로스코프 A+"에 대한 내용입니다.
목차
1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 방법
1) 이론 및 원리
2) 장치 및 방법
4. 결과
5. 분석 및 토의
6. 결론
7. 참고문헌
본문내용
1. 실험제목
자이로스코프
2. 실험목적(Introduction)
자이로스코프 실험을 통해서 회전판의 관성모멘트를 구할 수 있고 계산값과 측정값을 비교해서 오차를 구해보고 왜 오차가 발생하는지를 생각해본다.
세차운동이 무엇인지를 알고 세차운동을 구할 때 왜 관성모멘트가 필요한지 또한 세차운동을 만드는 외부의 힘은 무엇인지를 생각해 본다. 최종적으로 세차운동의 계산값과 측정값을 비교하고 확인한다.
3. 방법(Method)
3.1 이론 및 원리
①자이로스코프란?
회전체가 짐벌에 고정되어 있는 장치이다. 이때 짐벌은 회전축의 방향이 임의로 향할 수 있도록 한다.
②각운동량
-각운동량은 회전의 축으로부터 떨어져 있는 거리 벡터와 그 위치에서 발생하는 입자의 선운동량의 외적으로 나타낸다. 즉 회전운동량은 거리벡터와 병진운동량의 외적이다. 식으로 나타내면 아래와 같다.
③관성모멘트
-각운동량으로부터 유도한 관성모멘트 식은 아래와 같다.
×
각운동량 회전축으로부터 떨어진 거리 선운동량
이때, 회전하는 물체에 있는 모든 입자들의 각운동량을 모두 합하면 아래와 같다.
-실험에서 사용하는 회전판의 관성모멘트 이론식을 유도하면 아래와 같다.
질량을 미소질량으로 보고 시그마를 사용한 합을 구분구적분으로 표현한 것이다.
이때, 회전판의 전체질량을 M, 중심축으로부터 회전판의 반지름 R이라고 하고, 회전판의 밀도를 라고 하면 미소질량을 미소거리로 표현가능하다. 식은 아래와 같다.
이를 위에 관성모멘트식에 대입하면 아래와 같이 회전판의 관성모멘트를 유도할 수 있다.
④토큰
-회전력, 모멘트라고 하며 그리스 문자인 (타우)를 사용한다. 토크의 단위는 ∙ 이다.
토큰을 식으로 표현하면 다음과 같다.
또한 토크는 각운동량을 시간에 대해서 미분한 것이다. 따라서 아래식이 성립한다.
참고 자료
Walker, Halliday, Resnick, 일반물리학, 11판, 10장(회전), 텍스트북스, 2021.
윤진희, 차동우 대학기초물리학 , 제 1부 역학 (9장, 10장), 미광테크미디어, 2015