[자연과학]물리 실험보고서 - 자이로스코프[Gyroscope] 실험

실험목표
자이로스코프를 통해서 세차운동에 대해 이해하고 세차운동의 형태에 대해서 이해해 본다.
이론적 배경
○자이로스코프의 세차운동
자이로스코프에 작용하는 토크의 크기는 회전축의 지지 점으로부터 원반까지의 거리와 무게의 곱으로 나타낼 수 있다. 초기의 회전을 하지 않는 상태에서 각운동량 은 0이고 짧은 시간 동안의 각운동량의 변화 은 로 표현할 수 있다. 돌림 힘의 방향이 일정하고 처음 각운동량이 0이므로 각운동량은 한쪽 방향으로 계속 증가하는 추세를 나타낼 것이다. 그 결과 원반은 각운동량의 방향을 축 주의 아래 방향으로 빠르게 회전한다는 것을 의미한다.
원반이 초기에 회전운동을 하고 있다면 원반의 초기 각운동량은 0이 아니므로 원반의 각운동량을 이라고 하자. 또한 의 방향이 원반의 각운동량의 수직이기 때문에 이 토크는 원반의 각운동량의 크기는 바꾸지 못하고 방향만 바꾼다. 은 항상 일정한 평면 위에 있기 때문에 축은 떨어지지 않고 세차운동을 하게 된다.
○세차 각속력
옆돌기 운동의 각속력을 구하기 위해선 위에서 유도한 식 를 이용한다. 로 표현할 수 있다. 이 물체가…(생략)