[자연과학]물리 experiment(실험) 보고서 - 관성모멘트
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작성일 24-04-26 10:13
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② 실험 B의 ①～④의 과정을 반복한다.
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[자연과학]물리 experiment(실험) 보고서 - 관성모멘트
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실험과제/물리
물리학 실험 보고서
1.실험headline(제목): 관성모멘트
2.실험목적: 회전 역학계의 축, 막대, 질점 등의 회전에 의한 관성모멘트를 측정(測定) 하여 관성모멘트의 개념(槪念)을 이해한다.
⑤ 가속도가 결정되면, 회전축의 관성모멘트를 알 수 있다
①회전막대를 회전축에 고정시킨다.
①실험 A의 장치에다 회전판을 아래의 그림과 같이 고정시킨 후 앞의 과정을 반복한다.
(2)식의 우변의 괄호안의 양은 회전하는 물체의 질량이 회전축에 관련되어 어떻게 분포하고 있는지를 말해준다. 이 양을 관성 모멘트 라 한다.
③ 가속도가 결정되면 회전막대와 회전축 전체의 관성 모멘트를 알 수 있다
④ 전체 관성 모멘트에서 회전막대의 관성 모멘트를 구하기 위해 ③의 결과에서 실험 A에서 구한 회전축의 관성모멘트를 빼준다.
③ 낙하거리 와 낙하시간 를 측정(測定) 하면 다음의 관계식으로부터 가속도 를 알 수 있다
④ ②～③의 과정을 5회 반복하여 측정(測定) 한 다음, 평균(average)값을 기록한다.
5.실험결과
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순서
다.
① 실험 B의 실험장치의 회전막대의 중심에 사각질량을 위치시킨 다음 고정시킨다.
④ 가속도가 결정되면 사각질량회전막대와 회전축 전체의 관성 모멘트를 알 수 있다
⑤ 전체 관성 모멘트에서 사각 질량의 관성 모멘트를 구하기 위해 ④의 결과에서 실험 A의 회전축의 관성모멘트와 실험 B의 회전막대의 관성모멘트를 모두 빼준다.
② 회전축에 실을 감고 적당한 무게 추를 실의 끝에 매달아 기준위치에서 낙하시키기 처음
하면서 초시계를 사용하여 낙하거리 와 낙하시간 를 측정(測定)
한다. 따라서
(3)
가 된다그러면 하나의 질점에 대한 관성모멘트는 아래와 같이 쓸 수 있다
(4)
단, : 질점의 질량: 회전축으로부터 질점까지의 거리
연속적인 질량분포의 경우에는
(5)
이 된다관성모멘트를 실험적으로 측정(測定) 하려면 질점(또는 물체)에 작용한 토크 와 각가속도 를 측정(測定) …(skip)
(6)
(7)
(8)
(9)
4.실험방법
① 장치의 수평을 맞춘다.
② (A)의 ①～④의 과정을 반복한다.
②실험 A의 장치에다 회전판을 아래의 그림과 같이 고정시킨 후 과정을 반복한다.
③ 사각 질량 중심의 위치를 16cm, 24cm로 각각 바꾼 다음 ②의 과정을 반복한다.
3.理論
회전하는 강체의 운동에너지는 각 입자들의 운동 에너지를 다 더함으로써 얻어질 수 있다(1)
단, : i 번째 입자의 질량: i 번째 입자의 속도
(1)식은 가 모든 입자들에 대해 같지 않은 경우에도 성립한다.
이 식에 를 대입하면
