관성모멘트 측정 실험 결과

소개글

관성모멘트 측정 실험 결과에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 결과
① 회전축의 관성모멘트 측정 첫 번째 실험
② 회전축의 관성모멘트 측정 두 번째 실험
③ 회전축의 관성모멘트 측정 세 번째 실험
④ 회전축의 관성모멘트 측정 네 번째 실험
① 막대의 관성모멘트 측정 첫 번째 실험
② 막대의 관성모멘트 측정 두 번째 실험
③ 막대의 관성모멘트 측정 세 번째 실험
④ 막대의 관성모멘트 측정 네 번째 실험
① 원판의 관성모멘트 측정 첫 번째 실험
② 원판의 관성모멘트 측정 두 번째 실험
③ 원판의 관성모멘트 측정 세 번째 실험
④ 원판의 관성모멘트 측정 네 번째 실험

2. 결론 및 토의
① 원판, 막대, 질점의 관성모멘트의 이론값과 실험에서 구한 실험값을 비교하여라.

3. 오차분석

본문내용

두 실험에 비해 다소 작은 관성모멘트가 측정되었습니다.
④ 회전축의 관성모멘트 측정 네 번째 실험
회전축의 관성모멘트 측정 네 번째 실험입니다. 네 번째 실험은 모든 조건을 세 번째 실험과 동일하게 두고 실험을 진행하였습니다. 시간은 0.334초, 두 포토게이트 사이의 거리는 0.35096m입니다. 위와 동일한 방법으로 관성모멘트를 구한 결과 9373249E-06입니다.
① 막대의 관성모멘트 측정 첫 번째 실험
막대의 관성모멘트 측정 첫 번째 실험입니다. 우선적으로 막대의 길이를 측정한 결과 0.396m로 측정되었고, 막대의 무게는 118g, 회전축의무게는 212g, 추의 무게는 132g으로 측정되었습니다. 결과표에 나와 있는 자료를 모두 올릴 수 없어서 그림이 잘려있지만 측정시간은 2.502초, 두 포토게이트 사이의 거리는 0.40807입니다. 막대의 관성모멘트를 구하기 위해서는 막대의 관성모멘트 에서 회전축의 관성모멘트 을 빼 줘야합니다. 막대의 관성모멘트를 구하는 수식은 ((1/12)*F10*(D10^2))-D4*(E4^2)*(((9.8*(D6^2))/(2*F4))-1)입니다. 측정 결과, 막대의 관성모멘트는 0.00301798로 측정되었습니다.
② 막대의 관성모멘트 측정 두 번째 실험
막대의 관성모멘트 측정 두 번째 실험입니다. 두 번째 실험은 모든 조건을 첫 번째 실험과 동일하게 두고 실험을 진행하였습니다. 두 번째 실험에서 시간은 2.336초, 두 포토게이트 사이의 거리는 0.3621m로 측정되었습니다. 위의 실험과 동일한 방법으로 막대의 관성모멘트를 구한 결과는 0.003040808입니다.
③ 막대의 관성모멘트 측정 세 번째 실험
막대의 관성모멘트 측정 세 번째 실험입니다. 세 번째 실험은 모든 조건을 첫 번째 실험과 동일하게 두고 실험을 진행하되, 추의 질량을 202g으로 다소 무겁게 바꿔보았습니다. 시간은 1.969초로 측정되었고, 두 포토게이트 사이의 거리는 0.36628m입니다. 위의 실험과 동일한 방법으로 막대의 관성모멘트를 측정한 결과는, 0.002953607입니다.
④ 막대의 관성모멘트 측정 네 번째 실험
막대의 관성모멘트 측정 네 번째 실험입니다. 네 번째 실험은 모든 조건을 세 번째 실험과 동일하게 두고 실험을 진행하였습니다. 시간은 2.203초, 두 포토게이트 사이의 거리는 0.38578m입니다. 위의 실험과 동일한 방법으로 막대의 관성모멘트를 측정한 결과는, 0.002692387입니다.
① 원판의 관성모멘트 측정 첫 번째 실험
원판의 관성모멘트 측정 첫 번째 실험입니다. 우선적으로 원판의 길이를 측정한 결과 0.127m로 측정되었고, 원판의 무게는 1738g, 회전축의무게는 212g, 추의 무게는 282g으로 측정되었습니다. 결과표에 나와 있는 자료를 모두 올릴 수 없어서 그림이 잘려있지만 측정시간은 3.971초, 두 포토게이트 사이의 거리는 0.37325입니다. 원판의 관성모멘트를 구하기 위해서는 원판의 관성모멘트 에서 회전축의 관성모멘트 을 빼 줘야합니다. 원판의 관성모멘트를 구하는 수식은 0.5*F10*(D10^2)-D4*(E4^2)*(((9.8*(D6^2))/(2*F4))-1)입니다. 측정 결과, 막대의 관성모멘트는 0.008042651로 측정되었습니다.
② 원판의 관성모멘트 측정 두 번째 실험
원판의 관성모멘트 측정 두 번째 실험입니다. 두 번째 실험은 모든 조건을 첫 번째 실험과 동일하게 두고 실험을 진행하였습니다. 두 번째 실험에서 시간은 4.838초, 두 포토게이트 사이의 거리는 0.40807m로 측정되었습니다. 위의 실험과 동일한 방법으로 원판의 관성모멘트를 구한 결과는 0.00528122입니다. 회전축이나 막대의 경우 같은 조건으로 실험했을 때 관성모멘트 값이 큰 차이가 나지 않았지만 원판의 경우 차이가 다소 많이 나고 있습니다.
③ 원판의 관성모멘트 측정 세 번째 실험
원판의 관성모멘트 측정 세 번째 실험입니다. 세 번째 실험은 모든 조건을 첫 번째 실험과 동일하게 두고 실험을 진행하되, 추의 질량을 550g으로 다소 무겁게 바꿔보았습니다. 시간은 3.57초로 측정되었고, 두 포토게이트 사이의 거리는 0.4011m입니다. 위의 실험과 동일한 방법으로 막대의 관성모멘트를 측정한 결과는, 0.004473512입니다.
④ 원판의 관성모멘트 측정 네 번째 실험
원판의 관성모멘트 측정 네 번째 실험입니다. 네 번째 실험은 모든 조건을 세 번째 실험과 동일하게 두고 실험을 진행하였습니다. 시간은 3.237초, 두 포토게이트 사이의 거리는 0.34539m입니다. 위의 실험과 동일한 방법으로 막대의 관성모멘트를 측정한 결과는, 0.004985914입니다.
2. 결론 및 토의
① 원판, 막대, 질점의 관성모멘트의 이론값과 실험에서 구한 실험값을 비교하여라.
- 원판의 관성모멘트의 이론값은 입니다.
측정한 원판의 질량은 1.738 Kg 이며, 원판의 반지름 L 은 12.7 cm = 0.127 m 이다. 으로 나옵니다. 이는 실제 측정값과 상당한 오차를 내고 있습니다.
- 막대의 관성모멘트의 이론값은 입니다.
- 측정한 막대의 질량은 118 g이며, 막대의 L 값은 0.396 m입니다.
입니다. 이는 실제 측정값과 상당한 오차를 내고 있습니다.
3. 오차분석
① 측정값의 오차
→ 실험 결과를 도출해 내는 데 있어 오차가 발생했습니다. 회전축의 관성모멘트를 측정할 때와 막대, 원판의 관성모멘트를 측정할 때가 너무 차이가 났습니다. 막대와 원판의 관성모멘트를 측정할 때 너무 느리게 추가 떨어져서 집중이 떨어졌던 것 같습니다.
② 실이 도르레 에서 벗어났습니다.
→ 추를 낙하시킬 때 실이 도르래를 벗어나는 경우가 있었습니다. 따라서 오차가 발생했을 소지가 있습니다.
③ 운동이 제대로 측정되지 않았습니다.
→ 위의 표를 보면 알 수 있듯이 회전축, 막대, 원판의 운동이 매끄러운 포물선을 그리지 못하고 있습니다. 이유는 여러 가지가 있겠으나 컴퓨터가 물체의 이동을 제대로 감지하지 못하여 여러 번 놓치고 다시 측정하는 과정이 반복되다보니 위의 표처럼 구멍이 난다든지, 포물선이 휘어진다든지 하는 경우가 발생했습니다.

키워드

관성,   모멘트,   측정