아주대학교 물리학실험1 실험 7. 관성모멘트 결과보고서(A+)

목차

1. 측정
2. 데이터 분석
3. 결과 및 토의
4. 참고문헌

본문내용

질문 1. 이 실험에서 운동을 막 시작하였을 때의 데이터의 한 점, 또는 두 점이 직선에서 약간 벗어나는, 즉, 등각가속도 운동이라고 보기 어려운 원인은 무엇인가?

등각가속도란 회전하는 물체의 각가속도가 일정한 운동으로 회전하는 물체에 작용하는 돌림 힘인 토크가 일정할 때 물체의 질량과 관성모멘트가 달라지지 않는 상태에서의 운동을 말한다. 하지만 이 실험에서는 측정자가 원반을 잡고 있다가 원반을 잡고 있던 손을 놓으면서 실험이 진행되는데, 이 때 원반을 잡고 있던 손으로 인해 약간의 힘이 측정값에 영향을 주게 되고, 도르래에 감겨 있던 실들이 고르게 감겨있지 않은 상태에서 실이 풀리다보니 이는 등각가속도 운동이라 보기 어렵다. 또한 속도-시간 그래프에서 한 점에 해당하는 값은 그 전 시간과의 평균값이 된다. 따라서 측정한 데이터에서 시작점의 속도가 0이 아닌 지점에서부터 한, 두 점 정도를 떨어지게 잡아야 더 정확한 값을 얻을 수 있다.

질문 2. 실험 1(a)의 3항에서 “실이 겹쳐서 감기지 않고, 한 겹으로 가지런히 감기도록” 하기를 지시하는 이유는 무엇인가?

만약 실험 과정에서 실이 겹쳐지면 실과 실 사이에도 마찰력이 작용해서 실험 결과에 오차가 발생할 수 있기 때문이다. 실을 겹치지 않아도 실과 도르래 사이나, 실과 실이 만나는 지점에서는 마찰력이 작용하겠지만, 실을 겹치면 이 마찰력이 보다 커져서 오차가 더 커지게 될 것이다. 따라서 최대한 오차를 줄이기 위해서는 실을 겹치지 않고, 한 겹으로 가지런히 감기도록 주의해야 된다고 생각한다.

질문 3. 4부 데이터 분석의 5항에서 이론값을 근사식에 의한 것이라고 표현하였다. 이 실험에서 원반에 대한 (3)식은 왜 근사식인가?

원반에 대한 (3)식은 이다. 이는 이상적인 원 형태를 하고 있는 물체에 대한 관성모멘트인데, 이번 실험에서 사용하는 원반은 도르래 위에 고정을 하기 위해서 네모난 구멍이 있었고 원반의 끝부분이 튀어나와 있었기에 질량이 균일하게 퍼져있는지에 대해서 확신할 수 없었다.

참고 자료

제12판 물리학실험, 아주대학교, 아주대학교 출판부, p.73 ~ 78