자연과학 업로드 물리실험 – 관성모멘트 결과보고서 업로드

자연과학 업로드 물리실험 – 관성모멘트 결과보고서 업로드

자료 (압축문서).zip

자연과학 업로드 물리실험 – 관성모멘트 결과보고서

[자연과학]물리실험 – 관성모멘트 결과보고서

l 실험 제목
관성모멘트
l 실험 목적
회전 역학계의 축, 막대, 질점 등의 회전에 의한 관성모멘트를 측정하여 관성모멘트의 개 념을 이해한다.
l 이론 요약
수평 막대에 고정된 두 물체 m1과 m2를 그림 1과 같이 회전축에 감하 낙하시키고, 질량 M인 추가 정지 상태로부터 거리 h만큼 내려오면, 역학적 에너지 보존 법칙에 의하여

Mgh 〓 + (1)

이 성립한다. 추가 h만큼 내려왔을 때의 속도는 다음과 같이 얻을 수 있다. 질점의 운동학에서 배운 바와 같이 낙하하는 질량 M의 가속도를 a라고 할 때,
v 〓 at, h 〓 이므로

v 〓 (2)

가 된다. 이 때의 회전축의 각속도는 ω는

ω 〓 (3)

이며, 여기서 R은 회전축의 반지름이다. 식 (1)에 (2)와 (3)을 대입하면

I 〓 (4)

이 된다.

l 실험장치 및 기구
① 관성모멘트 측정장치
② 추걸이 및 추
…l 실험 제목
관성모멘트
l 실험 목적
회전 역학계의 축, 막대, 질점 등의 회전에 의한 관성모멘트를 측정하여 관성모멘트의 개 념을 이해한다.
l 이론 요약
수평 막대에 고정된 두 물체 m1과 m2를 그림 1과 같이 회전축에 감하 낙하시키고, 질량 M인 추가 정지 상태로부터 거리 h만큼 내려오면, 역학적 에너지 보존 법칙에 의하여

Mgh 〓 + (1)

이 성립한다. 추가 h만큼 내려왔을 때의 속도는 다음과 같이 얻을 수 있다. 질점의 운동학에서 배운 바와 같이 낙하하는 질량 M의 가속도를 a라고 할 때,
v 〓 at, h 〓 이므로

v 〓 (2)

가 된다. 이 때의 회전축의 각속도는 ω는

ω 〓 (3)

이며, 여기서 R은 회전축의 반지름이다. 식 (1)에 (2)와 (3)을 대입하면

I 〓 (4)

이 된다.

l 실험장치 및 기구
① 관성모멘트 측정장치
② 추걸이 및 추
③ 전자저울
④ 기타(수평자, 초시계, 줄자, 버니어캘리퍼스)
l 실험방법
A. 회전축의 관성 모멘트 측정(20 이하 질량 사용)
① 장치의 수평을 맞춘다.
② 회전축에 실을 감고 적당한 무게추를 실의 끝에 매달아 기준위치에서 낙하시키기 시작하면서 초시계를 사용하여 낙하거리 와 낙하시간 를 측정한다.
③ 낙하거리 와 낙하시간 를 측정하면 다음의 관계식으로부터 가속도 를 알 수 있다.
,
④ ②～③의 과정을 5회 반복하여 측정한 다음, 평균값을 기록한다.
⑤ 가속도가 결정되면, 회전축의 관성모멘트를 알 수 있다.
B. 회전막대(Rotating Platform)의 관성 모멘트 측정(100 이하 질량 사용)
①회전막대를 회전축에 고정시킨다.
② (A)의 ①～④의 과정을 반복한다.
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.

C. 질점의 관성 모멘트 측정
① 실험 B의 실험장치의 회전막대의 중심에 사각질량을 위치시킨 다음 고정시킨다.
② 실험 B의 ①～④의 과정을 반복한다.
③ 사각 질량 중심의 위치를 16cm, 24cm로 각각 바꾼 다음 ②의 과정을 반복한다.
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.

D. 회전판(Rotational disk)의 관성 모멘트
①실험 A의 장치에다 회전판을 아래의 그림과 같이 고정시킨 후 앞의 과정을 반복한다.
②실험 A의 장치에다 회전판을 아래의 그림과 같이 고정시킨 후 과정을 반복한다.
실험시 주의 사항
1. 실험 C의 결과는 사각질량의 위치의 변화에 따른 관성모멘트의 변화를 그래프를 그려서 비교해봐야 한다.
2. 시간을 정확하게 측정하는 것이 중요하므로 두 사람이 동시에 시간을 측정하여 평균값을 표에 적도록 한다.
3. 회전 막대에서 도르레까지의 실을 되도록 수평이 되게 한다.

l 실험결과
낙하하는 물체가 떨어진 거리
물체가 낙하하는데 걸린 시간
낙하하는 물체의 가속도
낙하하는 물체의 질량 즉, 추와 추걸이의 질량
회전축의 반지름, 토크를 받게 되는 회전막대의 반지름
관성모멘트
A. 회전축의 관성모멘트 측정
123평균3.143.083.043.08
(m) (kg) (m)0.50.1054140.0050.00840.000032445879492
회전축의 관성 모멘트 0.000032445879492

B. 회전 막대의 관성 모멘트 측정
123평균11.5411.4611.711.54
(m) (kg) (m)0.50.0735892630.1050.00840.00097

자료출처 : https://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?xid=a&kid=b&pk=11071463&sid=leesk55&key=

[문서정보]

문서분량 : 8 Page
파일종류 : HWP 파일
자료제목 : 자연과학 업로드 물리실험 – 관성모멘트 결과보고서
파일이름 : [자연과학]물리실험 – 관성모멘트 결과보고서.hwp
키워드 : 자연과학,물리실험,관성모멘트,결과보고서,업로드
자료No(pk) : 11071463