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[자연과학] 일반 물리학 - 회전 장치에 의한 관성모멘트 측정(measurement)

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작성일17-12-07 10:50

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추가 일정한 가속도로 어진다고 가정하고, 초기속력 라 하면 다음과 같다.
는 두 물체 과 를 수평막대로부터 떼어낸 후, 과정 3.을 반복하여 추의 낙하시간 를 측정(測定) 한 후 식 (6)을 이용하여 계산한다. 따라서
(5)
이므로 식 (5)와 의 관계를 식 (4)에 대입하면, 회전체의 관성모멘트 를 다음과 같이 결정할 수 있다,
(6)

4. 실험방법
1. 같은 질량의 두 물체()를 회전축에서 같은 거리 r에 위치하도록 고 정한다.
7. 과정 5.와 6.의 결과로부터 과 비교해 본다.
추가 정지 상태로부터 떨어지므로 이다.
…(skip) 4. 회전축의 직경 을 버니어 캘리퍼로 5회 측정(測定) 하여 반경의 average(평균)을 구한다.
6. 여기서 구한 관성모멘트는 회전축과 수평막대의 관성모멘트 와 수평막대에 고정된 두 물체의 관성모멘트 의 합이다. 이 과정을 같은 방법으로 5회 반복하여 을 측정(測定) 한 후 average(평균)을 구한다.

3. theory(이론) 및 방법수정
- 여러 개의 질량소로 구성된 강체가 고정축 주위를 가속도 로 회전하면 고정축으로부터 거리 에 있는 질량소 의 속도는 이다.

5. 결과
- 회전축의 반경()=1

수평막대만 있는경우
추의 무게
(50+22.5)
측정(測定) 항목
1
2
3
4
5
average(평균)
낙하거리
22
22
22
22
22
22
낙하시간
2.14
1.7
1.97
2.13
1.7
1.93
관성모멘트
5942.37
추의 질량=50g, (50+100)g
추걸이의 질량=22.5g
수평막대만 있는경우
추의 무게
(150+22.5)
측정(測定) 항목
1
2
3
4
5
average(평균)
낙하거리
22
22
22
22
22
22
낙하시간
1.10
1.16
1.12
1.23
1.19
1.16
관성모멘트
4997.36
추가 수평막대 가운데 있는 경우
추의 무게
(50+22.5)
측정(測定) 항목
1
2
3
4
5
average(평균)
낙하거리
22
22
22
22
22
22
낙하시간
3.69
3.50
3.85
3.29
3.67
3.6
관성모멘트
20854.95
추가 수평막대 가운데 있는 경우
추의 무게
(150+22.5)
측정(測定) 항목
1
2
3
4
5
average(평균)
낙하거리
22
22
22
22
22
22
낙하시간
2.6



실험결과/물리




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[자연과학] 일반 물리학 - 회전 장치에 의한 관성모멘트 측정(measurement)

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설명

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다. 이때 수준기를 이용하여 장치의 밑판이 수평이 되도록 밑판의 나사를 돌려 조정한다.
5. 과정 2. 3. 4. 의 측정(測定) 치로부터 관성모멘트 를 식 (6)을 이용하여 구한다.
3. 추걸이와 회전축을 연결하는 줄을 회전축에 고르게 감아서 추가 정해진 기준점 에 있도록 한 다음 초시계를 누르는 동시에 추를 낙하시킨다.


[자연과학] 일반 물리학 - 회전 장치에 의한 관성모멘트 측정(measurement)

1. 제목
- 회전 장치에 의한 관성모멘트 측정(測定)

2. 목적
- 두 물체로 된 회전체의 관성모멘트를 에너지 보존법칙을 이용하여 측정(測定) 한다.
2. 추걸이에 추를 달고 추와 추걸이의 질량 을 측정(測定) 한다. 추가 기준점으로 부터 거리 인 위치를 통과할 때의 시간 을 측정(測定) 한다. 회전축 중심에서 물체 까지의 거리 r을 5회 측정(測定) 하여 average(평균)을 구한다. 따라서 회전 강체의 총 운동에너지는
(1)
이며, 관성모멘트 를 다음과 같이 定義(정이)하면
(2)
강체의 회전 운동에너지 는
(3)
로 쓸 수 있다아
질량 인 추를 정지 상태로부터 만큼 떨어뜨리면 에너지 보존법칙에 의해 추의 위치에너지의 변화는 추의 운동에너지와 강체의 회전 운동에너지의 합과 같게되므로 다음과 같이 쓸 수 있다아
(4)
여기서 는 회전체의 관성모멘트이며, 는 낙하거리 인 지점에서 물체의 속도이다.
8. 회전축에서 물체까지의 거리 r을 , 로 변화시켜 과정 1. ~ 7.을 반복한다. 즉
(6)
따라서 두 물체만의 관성모멘트 을 구하기 위해서는 도 구해야 한다.

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