[물리실험] 우주선의 자세제어

목차

1. Introduction
2. Data & Result
3. Discussion
4. Reference

본문내용

이번 실험은 각운동량 보존을 실험적으로 증명하고, 회전 시에 발생하는 회전 마찰력을 구해보는 실험이었다. 우선 회전 원판과 모터, 추의 관성모멘트를 실험을 통해 구한 후 각운동량이 보존되는지를 살펴보았다. 고립된 역학 계의 각운동량은 보존되는 양이다. 또, 외부로부터 작용을 받는 계의 경우라도 계에 가해지는 총 돌림힘이 0 이면 각운동량은 시간에 따라서 변화하지 않는다. 이것이 각운동량의 보존법칙이다. 이때 계에 작용하는 돌림힘이 0이 되지 않으면 각운동량은 보존이 되지 않으며 돌림힘이 가해진 계의 각운동량과 돌림힘 사이에는 τ = dL/dt 가 성립한다. 각운동량을 보존시키기 위해 처음 시계 반대방향으로 원판이 돌면 아래 원판은 시계반대방향으로 회전한다. 그러다가 마찰 등에 의해 아래 원판이 멈추게 된다. 또 모터가 정지하기 위해 위의 원판이 각속도가 줄어들면서 시계 반대방향으로 회전하면 정지해 있던 아래의 원판은 다시 위의 원판과 같은 방향으로 회전하게 된다. 이것은 실험1의 1) 그래프에서 확인할 수 있다. 결과를 살펴보면 각속도의 비가 유지되지 않는다는 것을 알 수 있다. 각운동량이 보존되면 각속도의 비 즉, ω1/ω2 = -I/(Imotor + 1/2 mr2)은 시간에 따라 일정하게 유지되어야 한다. 그러나 실험에서는 회전 마찰력이 돌림힘으로 작용하였기 때문에 각운동량이 보존되지 않음을 알 수 있다.

참고 자료

없음