관성모멘트와 각운동량 보존

소개글

관성모멘트와 각운동량 보존 레포트

목차

1. 실험목적
2. 이 론
3. 실험기구 및 장치
4. 실험방법
5. 참 고
5. 실험 결과
6. 결과 분석
7. 토의 및 건의사항

본문내용

1. 실험목적
회전 역학계에서 원반, 링, 막대 등의 회전에 의한 관성모멘트를 측정하여 관성모멘트 개념을 이해하고 각운동량의 보존 여부를 조사한다.

2. 이 론
(1) 관성모멘트
미식축구에서 쿼터백은 공을 더 멀리 던지기위해 타원형의 공이 장축을 중심으로 나선형으로 날아가도록 볼을 던진다. 빙판위의 피겨 스케이팅 선수는 회전속도를 증가시키기위해 바깥쪽으로 뻗어진 두팔을 몸 가까이로 오므린다. 이러한 두가지 현상에 있어서 관성모멘트는 중요한 역할을 한다.
물체의 관성모멘트는 질량과 질량의 공간적 분포에 의존한다. 일반적으로 물체가 더욱 밀집 될수록 관성모멘트는 작아진다.
회전운동에서 여러 가지 물체에 대한 이론적인 관성모멘트 값은 [그림1]과 같다. (각자 유도해 보자) 물체의 관성모멘트를 측정하려면 어떻게 해야할지 생각해보자.
[그림2] 관성모멘트 측정장치 고안 원반의 회전운동에서 실험적인 값을 구하기 위해 [그림2]와 같이 장치를 고안해보자. 작용하는 토오크와 각 가속도가 측정되면 τ = Iα로 부터

I = τ/α ---------------(1)

여기서 α는 각 가속도이고 τ는 토오크이다. 원반의 중심으로부터 거리 r 되는 지점에 힘 F 가 가해질 때 토오크는 τ = r×F 이고
이 경우 작용한 힘은 도르래에 의해 연결된 줄에 작용하는 장력 T 와 같다.

줄은 매달린 질량 m 에 의해 당겨지고 r은 회전하는 원반의 중심에 고정 부착된 도르래(질량무시)의 반지름 이다.
반지름 r 은 작용하는 힘(장력) T 에 대해 수직이므로

참고 자료

http://phya.yonsei.ac.kr/~phylab 참고하였습니다.
http://phya.yonsei.ac.kr/~phylab/read.cgi?board=excel&x_number=1112166299&nnew=1참고하였습니다.
일반 물리 GIANCOLI 참고하였습니다.
그 외에 네이버 지식과 두산동아 세계대백과사전 이용하였습니다.
자료 계산은 MS EXCEL 2003으로 하였습니다.
그래프 사진은 데이터 스튜디오를 캡쳐 해서 올렸습니다.