[물리실험] 1-4. 관성모멘트와 각운동량 보존

목차

1. 실험결과

2. 결과분석 및 토의

3. 레퍼런스

본문내용

1-4. 관성모멘트와 각운동량 보존
Date : 2004. 04. 07
PHY1011-12
0440323
김진영
1. 실험결과
1) 자체(회전센서+도르래)
측정
1회
2회
3회
a(직선가속도)
0.1570
0.1253
0.1506
I(관성모멘트)
731.2
889.5
738.1
질량 m = 0.5 (g), r = 4.8 (cm) (자체)평균 관성모멘트 I = 786.3 (g cm2)
2) 원반(Disk)
측정
1회
2회
3회
a (직선가속도)
0.1686
0.1691
0.1694
Ie (관성모멘트)
6580.9
6561.6
6549.3
Id (원반)
5849.7
5671.6
5811.2
추 질량 m = 5 g, r = 4.8 cm 원반의 관성모멘트(평균) Id = 5777.5 (g cm2)
3) 링(Ring)
측정
1회
2회
3뢰
a (직선가속도)
0.1204
0.1206
0.1202
Ie (관성모멘트)
9261.5
9246.0
9277.1
Ir (링)
8475.2
8459.7
8490.8
추 질량 m = 5 g, r = 4.8 cm
링의 내경 반지름 = 2.68 cm 외경 반지름 = 3.82 cm 링의 질량 = 472 g
링의 관성모멘트(평균) Ir = 8475.2 (g cm2)
4) 각운동량 보존
측정
wi (rad/s)
wf(rad/s);측정
wf (rad/s);이론치
오차(%)
1
16.0
7.5
8.0
6.67
2
14.0
6.5
7.0
7.69
3
15.0
7.0
7.5
7.14
2. 결과분석 및 토의
첫 번째 실험은 자체, 원반, 링의 관성모멘트를 구하는 실험이었고, 두 번째 실험은 각운동량이 보존하는 것을 보여주는 실험이었다. 첫 번째 실험의 회전센서+도르래의 자체 관성모멘트를 측정하는 과정에서 도르래와 실사이의 마찰 등으로 인해 직선 그래프가 나오지 않고 약간 휜 곡선 그래프가 나왔다. 원반과 링에서는 자체 관성모멘트 측정실험에서보다 추의 질량이 좀더 무거웠으므로 더 직선에 가까운 그래프를 얻을 수 있었다. 원반, 링의 기하학적인 관성모멘트 이론치는 구할 수 없으므로 구하지 않았다.
두 번째 실험에서는 원반과 도르래 사이의 마찰 때문에 일정한 각속도를 구할 수 없어서 정확한 값이 나오지 않았다. 측정치가 이론치보다 적게나온 이유는 하나의 원반이 추가됨에 따라 각속도가 줄어들고, 질량의 증가에 따른 마찰력이 커지므로 각속도가 줄어드는 속도가 더욱 커지게 되기 때문이다. 각운동량보존법칙에 따르면 질량이 두 배가 됨에 따라 그 문체의 각속도는 1/2배가 되어야 한다. 이 과정에서 마찰이 작용하면서 약 7%의 오차가 발생 하였다.
3. 레퍼런스
네이버 백과사전 ‘각운동량보존법칙’
http://100.naver.com/100.php?&mode=all&id=2875

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물리실험관성모멘트,   물리실험,   관성모멘트,   각운동량 보존