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Intro ......

 

질량 약 3.5mm, 질량 약 2. 여기서 는 각속도(1초 동안 1라디안만큼 회전하는 속도)이다. 낙하하는 물체 의 운동은 등가속 낙하운동이므로 시각 일 때( 일 때를 으로 잡으면)의 속도는 - (3) 로 주어진다.3kg ★ 실험 원리 - 강체가 어떤 회전축을 중심으로 회전할 때의 관성모멘트를 라고 하면 이 때의 회전운동에너지 . , 낙하 물체의 질량을 라고 할 때 앞서와 같은 방식으로, 길이 249mm, 질량 약 3.7kg 속이 빈 실린더 ; 내경 220mm, 항상 계 전체의 에너지 총량은 변하지 않는다는 법칙) 물체들의 운동에너지와 위채에너지의 합은 일정하므로 - (2) 이다.zip 관성 모멘트 측정 장치 (Experimental Apparatus for moment of Inertia) ★ 실험 목적 - 회전축에 대한 관성모멘트를 실험적으로 축정하고 이론적 계산과 비교한다. 이 때 위치에너지는 일 때 0으로 잡았다. 외형 관성모멘트 고체실린더 속이 빈 실린더 둥근막대 네모난 막대 그림에서와 같이 회전축에 대한 관성모멘트 인 회전대의 밑둥에 줄을 감고 도르래를 통하여  ......

 

 

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관성 모멘트 측정 장치

(Experimental Apparatus for moment of Inertia)

 

★ 실험 목적

- 회전축에 대한 관성모멘트를 실험적으로 축정하고 이론적 계산과 비교한다.

 

★ 실험 준비물

- 회전대

- 고리달린 추 : 200g

- 버니어캘리퍼

- 수준기

- 초시계

- 자

- 지지대 고정 클램프

- 도르래 고정 클램프

- 관성모멘트 측정시료

고체 실린더 : 직경 250mm, 질량 약 3.7kg

속이 빈 실린더 ; 내경 220mm, 외경 250mm, 질량 약 3.9kg

둥근 막대 : 직경 40mm, 길이 249mm, 질량 약 2.5kg

네모난 막대 : 폭 54.5mm, 길이 249mm, 질량 약 2.3kg

★ 실험 원리

- 강체가 어떤 회전축을 중심으로 회전할 때의 관성모멘트를 라고 하면 이 때의 회전운동에너지 K.E(Kinetic Energy) 는

- (1)

으로 주어진다. 여기서 는 각속도(1초 동안 1라디안만큼 회전하는 속도)이다.

특별한 대칭을 갖는 물체에 대한 관성모멘트는 아래 표와 같다.

 

외형

관성모멘트

고체실린더

 

속이 빈 실린더

 

둥근막대

 

네모난 막대

 

그림에서와 같이 회전축에 대한 관성모멘트 인 회전대의 밑둥에 줄을 감고 도르래를 통하여 질량 인 물체에 연결하여 운동을 시킨다. 이 때 에너지 보존 법칙에 의하여, (에너지의 형태가 바뀌거나 한 물체에서 다른 물체로 에너지가 옮겨갈 때, 항상 계 전체의 에너지 총량은 변하지 않는다는 법칙) 물체들의 운동에너지와 위채에너지의 합은 일정하므로

- (2)

이다. 이 때 위치에너지는 일 때 0으로 잡았다. 낙하하는 물체 의 운동은 등가속 낙하운동이므로 시각 일 때( 일 때를 으로 잡으면)의 속도는

- (3)

로 주어진다. 식(3)을 식 (2)에 대입하면 이므로

-(4)

를 얻고, 이식으로부터 을 다음과 같이 계산할 수 있다.

- (5)

관성모멘트 측정시료를 회전대 위에 올려 놓으면, 시료의 관성모멘트를 , 낙하 물체의 질량을 라고 할 때 앞서와 같은 방식으로,

- (6)…(생략)

 

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