일반물리실험(1) 북스힐 관성 모멘트 보고서

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목차

1. 실험목적
2. 실험개요
3. 실험장비
4. 실험방법
5. 실험값
6. 결과분석
7. 오차 논의 및 검토
8. 결론

본문내용

1. 실험목적
관성모멘트의 의미를 이해하고, 이에 따른 물체의 위치나 질량, 모양에 따른 관성 모멘트의 변화 양상을 알아본다.

2. 실험개요
먼저 적당량의 추를 추걸이에 걸고 회전 장치의 기본 틀을 회전시킨다. 회전 장치의 기본 틀이 운동하는 동안 포토게이트 타이머를 사용하여 평균 각 가속도를 측정한다. 이를 통해 회전 장치의 기본틀의 관성 모멘트를 구한다. 이제 이 장치에 사각추와 철 막대를 장착하여 이들의 위치나 수를 바꿔가면서 이 물체들의 평균 각 가속도를 구한다. 이때 위치에 따른 관성 모멘트를 구하기 위해 사각추의 위치를 바꿔가면서 실험하며, 질량에 따른 관성 모멘트의 변화를 알기 위해 사각추를 하나 더 사용하여 추가로 진행한다. 또한, 1차원 강체의 회전 축가의 상대적인 위치에 따른 관성 모멘트를 측정하기 위해 철 막대의 회전 장치의 기본틀의 중심이 일치한 상태에서 한번, 철 막대의 끝이 회전 장치의 기본틀의 중심이 닿는 상태에서 한번 실험을 진행한다. 여기서, 측정한 각가속도와 추걸이와 걸린 추의 무게를 활용하여 물체의 관성 모멘트를 구한다. 이를 실험값으로 놓고 각각의 물체의 종류와 위치 질량에 따라 나타나는 관성모멘트의 이론값과 비교한다. 이와 같은 비교를 통해 질점으로 간주할 수 있는 물체의 경우 회전축과의 거리가 일정할 때, 질량과 관성 모멘트가 정비례함을 질량이 일정할 경우 회전축과의 거리의 제곱과 관성 모멘트과 정비례함을 알수있다. 또한 1차원 강체와 회전 장치의 기본틀의 중심이 일치하는 경우 관성 모멘트가 1/12 ML^2임을 1차원 강체의 한쪽 끝과 회전 장치의 기본틀의 중심이 만나는 경우 1/3 ML^2임을 확인한다. 이와 같은 실험을 통해 관성 모멘트가 ∫▒〖r^2 dm〗 이라는 것을 알고 이 의미를 이해한다.

3. 실험장비
1) 회전 운동 실험 장치
A자형 회전스탠드, 3단 도르래, 알류미늄 트랙, 사각 질량, 막대 도르래
2) 강체
사각추(2), 막대(1)

참고 자료

없음