[일반물리실험]관성모멘트

소개글

일반물리실험 A+자료입니다~
실험 내용과 결과 부분만 따로 도표로 잘 정리했으니
잘 보시길 바랍니다...잘 참고하세요~

목차

1.실험 제목
2,실험 원리
3.결과
A. 회전축의 관성모멘트 측정
B. 회전막대의 관성모멘트 측정
C. 회전원판의 관성모멘트
1) 눕혀서 회전시켰을 때
2) 세워서 회전시켰을 때

본문내용

■ 원리

그림1에서 추걸이 위에 추를 올려놓았을 때, 질량이 m인 물체(추걸이+추)에 작용하는 힘에 의한 운동방정식은 다음과 같다.

회전관성모멘트를 실험적으로 구하기 위해 물체에 가해진 토크와 각가속도를 생각해 보면

여기서 α는 각 가속도이며, α=a/r 이 된다. 또한 τ 는 실에 매달린 추에 의해 발생하는 토크가 된다. 즉,

여기서 r 은 실이 감겨져있는 회전축의 지름이며, T는 장치가 회전할 때 실에 생기는 장력이다.
회전축을 돌리는데 대한 운동방정식은 다음과 같다.

(1)식과 (2)식, 그리고 α=a/r를 이용하여 T를 소거하면 가속도는 다음과 같다.

또, 물체가 가속도 a로 낙하할 때, t초동안 낙하한 거리 h는 초속도를 0으로 잡는다면,

이 된다.
식 (3), (4)를 이용하면 관성모멘트 I 는 다음과 같다.

식(5)에서 구한 I 는 관성모멘트이며, 물체가 어떤 축을 중심으로 회전할 때의 관성모멘트 I 에 대한 이론적인 식은

로 주어진다. 이 식을 사용하여 아래 그림에 주어진 물체의 관성모멘트를 구해보면 다음과 같다.

■ 실험 결과※ a=2*h/t, T=m(g-a)를 이용해서 구한다.
※ I=mr()를 이용한다. , r=1cm
A. 회전축의 관성모멘트 측정
횟수낙하거리(h) cm낙하시간(t)가속도(a)1301.070.522401.530.343501.840.34602.220.245702.630.2평균값501.8580.32
▶ 낙하질량 m=20g

참고 자료

없음