일반물리학 실험 - 회전관성 실험

1. 실험방법
[실험 1] 회전축 자체의 관성모멘트
① 관성모멘트 측정 장치를 설치하고 회전판이 수평이 되도록 A자형 지지대의 조절나사를 조
정한다.
② 실이 감긴 회전판의 지름 2r을 버니어캘리퍼로 측정한다.
③ 줄이 회전판에 대해 접선방향으로 당겨지도록 도르래의 방향을 조절하고 낙하거리 h, 추와 추걸이의 질량 m, 낙하하는 데 걸린 시간 t_A을 잰다.
④ 반복해서 추를 낙하시키고 낙하하는 데 걸린 시간 t_A을 잰다.
⑤ 평균과 표준오차를 구하고 다음 식을 이용하여 회전축의 관성모멘트 I_A를 계산한다.
I_A=mr^2 (g/2h t^2-1 ) (1)
[실험2] 원반과 고리의 관성모멘트
① z축에 대해 원반이 회전하도록 회전판 위에 원반을 올린다.
② 낙하하는 데 걸리는 시간을 재기 쉽게 추의 질량을 적당하게 선택한다. 추와 추걸이의 질량 m, 낙하거리 h, 낙하하는 데 걸린 시간 t_P을 잰다.
③ 반복해서 추를 낙하시키고 낙하하는 데 걸린 시간 t_D를 계산한다.
④ 평균과 표준오차를 구하고 다음 식을 이용해 원반의 관성모멘트 I_D를 계산한다.
I_D=mr^2 (g/2h t_D^2-1)- I_A (2)
⑤ x축에 대해 원반이 회전하도록 원반을 세워 회전판 위에 기우고 ② ~ ④과정을 반복한다.
⑥ 원반이 z축에 대해 회전하도록 회전축에 장착한 후 원반 위에 고리를 올린다.
⑦ 평균과 표준오차를 구하고 다음 식을 이용해 고리의 관성모멘트 I_R을 계산한다
I_R=mr^2 (g/2h t_R^2-1)- I_A- I_D (3)
⑧ 원반의 질량 M_D와 반경 R_D를 측정하고 고리의 질량 M_R과 내경 R_1, 외경 R_2을 각각 측정한다.
⑨ 측정 결과와 계산값을 비교한다.
2. 측정값
낙하 거리 : h = 0.850 m
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