[자연과학] 일반물리학 실험 - 관성모멘트 및 각운동량보존
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작성일 23-01-18 02:02
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이 때 수준기를 써서 장치의 밑판이 수평이 되도록 밑판의 나사를 돌려 조절하고 물체 m1 과 m2는 같은 질량(m)이 되게 하여 회전축에서 같 은 거리에 위치하도록 단단히 고정한다.
(9)(8)의 결과와 theory
값 I theory
〓 2mr2를 비교해 본다. 여기서 I 는
I〓∑miri^2(ri는 회전축으로부터의 거리) (2)
으로서 이를 관성모멘트라 한다.
(6)위에서 구한 관성모멘트를 회전축과 수평막대의 관성모멘트 I 수평과 수평막대에 고 정된 두 물체(m1 과 m2)의 관성모멘트 I experiment(실험)의 합이다. 즉 I 총〓I 수평+I experiment(실험)이다.
(2)추걸이에 추를 달고 줄을 회전축에 고르게 감아서 추가 임의의 기준점에 있도록 한 다음 초시계를 누름과 동시에 추를 낙하시켜 낙하거리가 h(높이는 각자가 적당히 정 함)될 때의 시간을 5회 측정(measurement)하여 평균(average)을 구한다.
(7)과정 (2), (3), (4)과 (6)의 측정(measurement)값으로부터 관성모멘트 I 수평을 식 (7)에서 구한다.
연속적인 질량 분포의 경우에는
I〓∫r^2dm (3)
이 된다
그림과 같은 장치에서 질량M인 추가 정지상태로부터 시간t 동안에 h만큼 떨어지면서 물체를 회전시키면 에너지 보존법칙에 의해
Mgh〓1/2Mv^2+ 1/2Iw^2 (4)
이 된다
여기서 v는 추가 h만큼 내려왔을 때의 속도로서 추가 등가속도운동을 하므로,
v〓at, h〓1/2at^2 v〓 2h/t …(To be continued )
(1)그림과 같이 장치한다. 이때 M과 h는 일정하게 유지한다.
(8)과정 (4)의 I 총에서 과정 (7)의 I 수평을 빼어, 두 물체의 관성모멘트 I experiment(실험)을 구한 다.
(3)추의 질량을 變化하여 (1)~(2)를 반복한다.
4. experiment(실험)결과
(1) 사각질량이 에 위치했을 경우
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다. 물체 m의 중심에서 회전축 중심사이의 거리 r을 5회 측정(measurement)하여 평균(average)을 구한다.
(4)회전축의 직경 2R을 캘리퍼로 5회 측정(measurement)하여 반경R을 구한다.
(5)과정(1), (2), (3), (4)의 측정(measurement)값으로부터 관성모멘트 I 총을 식(7)에서 구한다. 따라서, 두 물체의 관성모멘트 I experiment(실험)은 I수평을 알아야 구할 수 있다아 I 수평은 두 물체 m1 과 m2를 수평막대로부터 떼어낸 후 과정(2)를 반복해서 t‘을 측정(measurement)하여 구한 다.
[자연과학] 일반물리학 실험 - 관성모멘트 및 각운동량보존
설명
실험과제/물리
`관성모멘트 및 각운동량보존`
1.목적
회전축에 대한 관성모멘트를 experiment(실험)적으로 측정(measurement)하고 theory 적 계산값과 비교.2.experiment(실험)theory
n개의 질점으로 구성된 강체가 고정축 주위를 각속도w로 회전하면, 총 운동에너지 K는K〓1/2(∑miri^2)w^2〓 1/2Iw^2 (1)
