[자연과학] 물리학 실험 보고서 - 관성모멘트
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작성일 22-10-08 08:28
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실험과제/물리
[자연과학] 물리학 실험 보고서 - 관성모멘트
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물리학 實驗(실험) 보고서 - 관성모멘트
1.實驗(실험)題目(제목): 관성모멘트
2.實驗(실험)목적: 회전 역학계의 축, 막대, 질점 등의 회전에 의한 관성모멘트를 측정(測定) 하여 관성모멘트의 concept(개념)을 이해한다.
② 회전축에 실을 감고 적당한 무게 추를 실의 끝에 매달아 기준위치에서 낙하시키…(skip)
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다.
이 식에 를 대입하면
(2)
이고는 모든 입자들에 대해 같은 값을 가진다. 따라서
(3)
가 된다
그러면 하나의 질점에 대한 관성모멘트는 아래와 같이 쓸 수 있따
(4)
단, : 질점의 질량
: 회전축으로부터 질점까지의 거리
연속적인 질량분포의 경우에는
(5)
이 된다
관성모멘트를 實驗(실험)적으로 측정(測定) 하려면 질점(또는 물체)에 작용한 토크 와 각가속도 를 측정(測定) 하여 다음과 같은 식으로부터 구할 수 있따
(6)
여기서 각가속도는 이고, 는 무게추로부터 작용된 토크를 말한다. 이 양을 관성 모멘트 라 한다.
무게추로부터 작용된 힘은 실의 장력과 동일하기 때문에 토크의 정이로부터 다음과 같이 쓸 수 있게 된다
(7)
뉴턴 제2법칙에서 이므로 장력 에 대해 요약하면
(8)
으로 쓸 수 있따
(6),(7),(8)식을 이용하여 아래와 같이 관성 모멘트를 구할 수 있따
(9)
4.實驗(실험)방법
A. 회전축의 관성 모멘트 측정(測定) (20 이하 질량 사용)
① 장치의 수평을 맞춘다.
3.理論
회전하는 강체의 운동에너지는 각 입자들의 운동 에너지를 다 더함으로써 얻어질 수 있따
(1)
단, : i 번째 입자의 질량
: i 번째 입자의 속도
(1)식은 가 모든 입자들에 대해 같지 않은 경우에도 성립한다.
(2)식의 우변의 괄호안의 양은 회전하는 물체의 질량이 회전축에 상대하여 어떻게 분포하고 있는지를 말해준다.
