부산대학교 일반물리학실험1 회전운동과 관성모멘트 보고서

소개글

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법
5. 측정값
6. 실험 결과
7. 결과에 대한 논의
8. 결론
9. 참고 문헌 및 출처

본문내용

1. 실험 목적
회전축에 대한 물체의 관성 모멘트의 정의를 이해하고 실험적으로 측정하여 이론적인 값과 비교한다.

2. 실험 원리

1) 회전축이 질량 중심축과 같을 경우
어떤 물체의 질량 중심을 지나는 회전축에 대한 회전을 생각할 때, 그 물체의 각운동량은 다음과 같이 주어진다.

< 식 1 >

여기서 r은 회전축으로부터 질량소 dm까지의 거리이며, 적분은 주어진 물체의 전체 부피에 대한 적분이다. 따라서 질량 중심을 지나는 회전축에 대한 물체의 관성 모멘트 I는 다음과 같이 정의된다.

< 식 2 >

이 식을 사용하여 주어진 물체의 관성 모멘트를 구해 보면 다음과 같다. 원반의 z축에 대한 관성 모멘트는

< 식 3 >

이다. 여기서 M은 원반의 질량이며, R은 원반의 반지름이다. 그리고 x축에 대한 관성 모멘트는

< 식 4 >

고리의 x축에 대한 관성 모멘트는

< 식 5 >

이다. 여기서 는 고리의 내경이며, 는 고리의 외경이고 M은 고리의 질량이다.

2) 회전축이 질량 중심축과 같을 경우
회전축이 질량 중심축과 같지 않을 때 회전축에 대한 물체의 관성 모멘트는 다음과 같다.

참고 자료

일반물리학실험, 제4판, 물리학교재편찬위원회, 청문각, 2017, p. 119~128