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일반물리학 실험 - 버니어 회전운동
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실험)
버니어 회전운동
1. 목적
뉴턴 역학에서는 회전하는 물체에서 각 가속도는 그 물체에 작용하는 토크에 비례한다. 이때의 비례상수는 물체가 갖는 회전 중심에 대한 관성 모멘트이다. 실험을 통하여 관성모멘트를 구할 수 있다.
2. 원리
뉴턴 역학에서는 회전하는 물체에서 각 가속도는 그 물체에 작용하는 토크에 비례한다. 이때의 비례상수는 물체가 갖는 회전 중심에 대한 관성 모멘트이다. 관성 모멘트란 회전축을 중심으로 회전하는 물체가 계속해서 회전을 지속하려고 하는 성질의 크기를 나타낸 것이다. 외부에서 힘이 작용하지 않는다면 관성모멘트가 클 수록 각속도가 작아지게 된다.
토크()와 각 가속도() 사이의 관계를 이해하기 위해 각 실험에서 시스템에 작용하는 알짜 토크의 값을 알아야 한다. 줄에 작용하는 장력은 다음식과 같다.
줄의 장력이 도르래에 작용하는 토크는 다음과 같다.
회전운동 센서와 도르래가 가지는 관성 모멘트는 다음식과 같다.
- 데이터 분석
토크()와 각 가속도() 사이의 관계를 이해하기 위해 각 실험에서 시스템에 작용하는 알짜 토크의 값을 알아야 한다. 줄에 작용하는 장력은 다음식과 같다.
줄의 장력이 도르래에 작용하는 토크는 다음과 같다.
회전운동 센서와 도르래가 가지는 관성 모멘트는 다음식과 같다.
알루미늄 디스크 추가
측정된 각가속도와 토크와의 관계를 통해서 를 측정할 수 있다.
원판의 관성 모멘트는 임을 이용하여 관성 모멘트를 계산하고, 측정된 결과와 비교한다.
4. 실험 도구
• 버니어 데이터 수집 인터페이스 • 슬롯추 세트
• 로거프로 3 한글 프로그램 • 실험용 줄
• 버니어 회전운동 센서 • 스탠드 세트
• 버니어 회전운동 실험장치 • 전자 저울
5. 실험 방법
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2017.03.19
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