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experiment(실험)결과 리포트 회전관성 II

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작성일18-05-08 20:17

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설명


바이오나노학부

6. Data

(1) 축

측정(測定) 횟수
r
1
2
3
4
5
평균 [m]
2단
0.0125
0.0125
0.0125
0.0128
0.0124
0.01
① 3단 스탭도르래 반경 측정(測定)

② 추걸이(m) = 25[g]
1
2
3
4
5
평균
접선가속도

2.29
2.25
2.27
2.24
2.27
2.26
측정(測定) 한 가속도

③ = 0.0083

(2) 원반
① 원반의 질량 M = 1400 [g]
② 원반 반경 측정(測定)

측정(測定) 횟수
R
1
2
3
4
5
평균 [m]
원반반경
R
0.115
0.115
0.116
0.114
0.115
0.12

③ 추걸이(m)= 205 [g]
실 감은 3단 도르래 반경 r= 0.0125 [m]
측정(測定) 한 가속도

1
2
3
4
5
평균

0.0344
0.0354
0.0374
0.0366
0.0380
0.04
④ test(실험) 한 = 7.8156
⑤ = 7.8073
⑥ 이론적 관성 모멘트 10.08
⑦ ⑤,⑥의 상대오차= 22.55 %

(3) 수직원반
① 원반의 질량, 원반 반경 측정(測定) : (2)와 동일
② 추걸이 (m)= 205 [g]
실 감은 3단 스탭도르래 반경 r = 0.0125 [m]
측정(測定) 한 가속도

1
2
3
4
5
평균

0.0573
0.0584
0.0534
0.0554
0.0591
0.06
③ test(실험) 한 = 5.20
④ = 5.1917
⑤ 이론적 관성 모멘트 5.04
⑥ ④, ⑤의 상대오차 = 3.01 %

(4) 링
① 링의 질량 M= 1400 [g]

측정(測定) 횟수
1
2
3
4
5
평균 [m]
외경
0.064
0.063
0.065
0.064
0.064
0.06
내경
0.055
0.056
0.057
0.056
0.055
0.06
② 링의 반경 측정(測定)

③ 추걸이 (m)…(생략(省略)) = 305 [g]
실 감은 3단 스탭도르래 반경 r= 0.0125 [m]
측정(測定) 한 가속도
1
2
3
4
5
평균

0.0342
0.0147
0.0327
0.0356
0.0324
0.03
④ test(실험) 한 = 15.52
⑤ = 7.704
⑥ 이론적 관성모멘트 = 5.04
⑦ ⑤, ⑥의 상대오차 = 52.86 %

7. 질문사항
1`을 유도하여보자.
-r은 스텝 도르래의 반경이다. 그리고 T는 스트링의 장력이고 a는 매달린 질량의 가속도이자 회전기구의 선가속도이다. m은 추와 추걸이의 질량이다. 중력은 실에 매달린 질량 m을 끌어당기고 r은 적용되는 힘에 수직이다. 따라서 토크는 이다. 스트링의 장력을 풀이하면 이다. 두 식에서 토크는 이다. 각 가속은 접선 가속과 관련이 있으므로
이다. 이 식과 위 토크 식을 이론상의 균일한 밀도의 고체 원반의 회전관성의 식에 대입을 하면 라는 식을 유도 할 수 있다

2` 원반 ()과 수직원반 ()의 회전관성이 이 되는지 확인하여 보라.
-일단 이론값으로 살펴보자면 수직 원반의 회전관성 모멘트가 약 5.04이고 원반의 회전관성 모멘트가 약 10.08로 2배가 됨을 알 수 있다 그러나 실제 값에서는 2배에 못미치는 값이 되는데 이는 원반의 회전관성 모멘트의 실제값과 이론값의 오차가 약 22%정도 생기기 때문일것이다
3` test(실험) 에서 R을 사용하지 않고 r을 이용하는 이유는
-스텝도르래의 반경을 사용하는 이유는 추로 인해서 도르래가 돌아가서 토크가 생기기 때문이다

8. 결과 및 토의
- 이 test(실험) 에서 알아본 것은 회전축을 중심으로 회전하는 물체가 계속해서
회전을 지속하려하는 성질의 크기를 알아봤다. test(실험) 을 통해서 외부에서 힘이
작용하지 않는다면 관성모멘트가 클수록 가속도가 작아지게 된다된다.
질량이 같은 물체를 반지름이 작은 바퀴, 큰 바퀴에서 각각 회전운동을 할
때, 바퀴의 반지름이 2배가 된다고 가정한다. 그러면 큰 바퀴의 관성모멘트
가 4배가 되어 회전운

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