[물리] 관성모멘트 측정

소개글

참고자료가 많아서 레포트 쓰실때 도움이 꼭 되실거라 생각합니다.

목차

1. 실험제목
2. 실험일시
3. 제출자
4. 실험목적
5. 실험원리
7. 실험방법
8. 실험결과
9. 토의
10. 참고문헌

본문내용

1. 실험제목
- 관성모멘트 측정

2. 실험일시
- 2004년 4월 14일 5,6교시

3. 제출자
- 공과대학

4. 실험목적
- 원판의 관성모멘트를 에너지 보존법칙을 이용하여 측정함으로써 관성모멘트의 정의와 의미를 이해한다.

5. 실험원리
- 어떤 물체가 질량은 있으나 크기가 없거나 매우 작은 경우 그 물체를 질점으로 취급할 수 있다. 우리 주위에 있는 실제의 물체들은 모양과 크기를 갖기 때문에 모양, 크기, 질량의 분포에 따라 회전 운동이 달라질 것이다. 관성모멘트는 이와 같이 크기가 있는 물체의 회전 운동을 기술하는데 필요한 물리량이다. 직선 운동하는 물체의 경우, 질량이 관성(운동 상태를 유지하려는 성질)의 역할을 하는 것처럼, 회전 운동하는 물체의 경우, 관성모멘트가 관성의 역할을 한다. 즉, 물체의 관성모멘트는 회전 운동의 변화에 대한 관성이다.
참고) 질량 : 가속도에 대한 물체의 저항의 척도 ()
관성모멘트 : 각가속도에 대한 물체의 저항의 척도()
관성모멘트란 어떤 축의 둘레를 회전하고 있는 물체는 그 축의 둘레에서 회전을 지속하려고 하는데, 그 관성의 크기를 나타내는 양. 관성능률(慣性能率)이라고도 하며, 물체가 그 때의 상태를 유지하려고 하는 에너지의 크기를 말한다. 회전하는 강체(剛體)의 각 부분의 질량 m1,m2,m3,…에 회전축으로부터 그 부분까지의 거리 r1,r2,r3,…의 제곱을 곱하고 그들 모두를 합한 양을 I라고 할 때, I=M1r12M2r22M3r32… 가 되며, 이 I를 그 축에 대한 관성모멘트라 한다. 관성모멘트는 축 둘레의 질량 분포에 따라 정해지는데, 강체의 질량이 회전축으로부터 떨어져서 분포하고 있을수록 크다. 플라이휠의 주변부를 크게 하는 것은 이 관성모멘트를 크게 하기 위한 것이다.
또, 각속도를 , 회전운동의 에너지를 E, 관성모멘트를 I라 하면, E=1/2(I 2) 의 관계가 성립된다. 회전에너지는 외부로부터 힘이 작용하지 않는 한 변하지 않으므로, 회전 도중에 관성모멘트가 변화하면 각속도가 변한다는 것을 알 수 있다. 관성모멘트는 강체를 매달아 여기에 진동을 가함으로써 측정할 수 있는데, 형태가 간단한 경우에는 계산에 의해서도 구할 수 있다. 관성모멘트의 개념은 고전적인 강체뿐만 아니라 분자나 변형된 원자핵의 회전에 대해서도 중요하다.

참고 자료

- 최신일반물리학실험(범한서적)
- 일반 물리학 실험(홍릉과학출판)
- 브리테니카 대백과사전
- 엠파스, 네어버 사전