[자연과학] 일반물리학 실험 - 회전운동과 관성모멘트

1. 실험 목적

회전축에 대한 물체의 관성모멘트의 정의를 이해하고 실험적으로 측정하여 이론적인 값과 비교하고 물체마다 관성모멘트가 다른지에 대해 알아본다.

2. 실험 원리

` 1. 기본개념 `
1) 관성모멘트란
관성모멘트는 관성능률이라고도 하며, 회전하는 물체가 그 때의 상태를 유지하려고 하는 에너지의 크기를 말한다. 즉 회전축을 중심으로 회전하는 물체가 계속해서 회전을 지속하려고 하는 성질의 크기를 나타낸 것이다. 관성모멘트는 I로 표시하고, 단위는 kg㎡이다.

2) 회전운동이란
차바퀴나 팽이처럼 물체가 한 정점 주위를 원을 그리면서 회전하는 운동을 말하며 회전운동의 속도를 특징짓는 기본적인 양은 각속도이다.
(반대되는 운동은 병진운동이다.)

3) 회전운동 공식들
①각(변위) : [rad]
②각속도 : 〓 [rad/s]
③각가속도 : 〓 [rad/s]
④ 회전력 (토크) 〓 (r 〓 회전반경) [Nm]
회전력 (토크) 〓 (I 〓 회전관성, 〓 각가속도) [Nm]
(※ 이때 단위 Nm는 J이 될 수가 없다. 왜냐하면 J의 경우는 스칼라이지만 토크의 경우 벡터이기 때문이다. 단위 혼동에 주의해야한다.)
⑤ 각운동량 〓 〓 (r 〓 회전반경…(생략)