[자연과학] 실험보고서 - 관성모멘트 측정(測定)
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작성일 21-04-28 02:02
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[자연과학] 실험보고서 - 관성모멘트 측정(測定)
1. experiment(실험) 목적
에너지 보존법칙을 이용하여 회전하는 두 물체의 관성모멘트를 측정(measurement)한다. 여기서 R은 회전축의 반지름이다. 그림 1.8.2에서와 같이 물체 과 중심에서 까지의 거리 을 여러 목차 측정(measurement)하여 average(평균)을 구한다.
(3…(생략(省略))
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순서
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다.
한편 연속적인 질량 분포의 경우에는
(3)
이 된다된다. 이 적분요소는 물체의 분포를 이루는 형태와 관련이 깊다.
2. experiment(실험) 원리
n개의 질점으로 구성된 강체가 고정축 주위를 각속도 로 회전하면, 총 운동에너지 K는
(1)
이다.
(2) 추걸이에 질량M인 추를 달고 줄을 회전축에 고르게 감아서 추가 임의의 기준점에 있도록 한다. 초시계를 누름과 동시에 추를 낙하시켜 낙하거리가 (높이는 각자가 적당히 정함) 될 때의 시간을 여러 목차 측정(measurement)하여 average(평균)을 구한다. 여기서 I는
( 는 회전축으로부터의 거리) (2)
으로서 이를 관성모멘트라 한다.
식 (5),(6) 을 (4)에 대입하면 회전체의 관성모멘트 I는 다음과 같이 된다된다. 이 때 M과 h는 일정하게 유지한다.
그림 1.8.1과 같은 장치에서 질량 M인 추가 정지상태로부터 시간 t동안에 h만큼 떨어지면서 물체를 회전시키면 에너지 보존법칙에 의해
(4)
이 된다된다.
3. experiment(실험) 기구 및 장치
① 관성모멘트 측정(measurement)장치
② 추걸이 및 추
③ 수준기
④ 초시계
⑤ 줄자
⑥ 버니어 캘러퍼(Vernier calliper)
4. experiment(실험)방법
(1) 수준기를 써서 장치의 지지판이 수평이 되도록 지지판의 나사를 돌려 조절하고 물체 과는 같은 질량()이 되게 하여 회전축에서 같은 거리에 위치하도록 하며 단단히 고정한다.
여기서 는 만큼 내려왔을 때의 속도로서 추가 등가속도운동을 하므로,
에서 이므로 (5)
이고 는 회전축의 각속도로서 (6)
이다. 각각의 형태에 따른 관성모멘트는 부록에 실어놓았다.
