[자연과학]일반물리학 - 각운동량 보존 실험

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디스크 + 링의 관성모멘트 0.05821
횟수

오차(%)
오차(%)
1
0.0595
0.1291
21.109
9.7288
0.7973
0.5663
8.4152
2.7551
5.4597
54.1346
49.5359
2
0.055
0.1162
22.836
10.808
0.8625
0.6292
9.8486
3.4008
6.3896
54.1346
46.7752
3
0.0514
0.1084
24.43
11.586
0.9229
0.6745
11.276
3.9079
7.3160
54.1346
46.5843
4) 분석 및 토의
각운동량 보존법칙이란 어느 물체 계에서 작용하는 외부 돌림 힘의 합이 0이라면 계의 각운동량은 항상 일정하게 보존된다는 법칙이다. 이번 실험에서는 축 위에서 사각질량과 디스크+링을 회전시켜 회전에 의한 관성 모멘트를 측정하여 각운동량이 보존되는지 여부를 확인하는 실험이었다.
먼저 관성모멘트를 측정하는 실험은 공기의 저항과 실과 도르래의 마찰, 추가 0.5m를 이동한 시간을 측정하는데 사람이 타이머를 가지고 한 측정 등의 이유로 오차가 크게 측정되었던 것 같다. 워낙 복잡한 실험이어서 많은 오차발생의 이유가 있었다.
A실험에서는 회전중심에서부터 질량까지의 거리가 회전에 미치는 영향을 알아보는 실험이었다. 실험을 해보니 질량이 회전 중심에 가까울수록 관성모멘트가 작아지고 회전속도가 빨라지는 것을 볼 수 있었다. 이는 피겨스케이팅 선수가 회전을 할 때 팔을 몸 쪽으로 접어서 회전속도를 빠르게 하는 원리에 적용되는 이론이었다.
B실험에서는 회전하는 물체의 질량이 회전에 미치는 영향을 알아보는 실험이었다. 실험을 해보니 질량이 커지면 관성모멘트의 값이 커지는 것을 볼 수 있었다.

5) 참고문헌
일반 물리학 및 실험(임헌화 외 10명 공저), 일반물리학(신규승 외 10명 공저)

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