[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
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 초…(생략)