[물리학실험 레포트 보고서] 회전장치에 의한 관성 모멘트 측정 - 예비

실험 예비 보고서 3-9 회전장치에 의한 관성 모멘트 측정 1. 이 실험의 목적은 무엇인가 두 물체로 된 회전체의 관성 모멘트를 측정한다. 2. 측정치의 계산에 사용되는 관계식들을 기본 이론에서 찾아 각각의 물리학적 의미를 설명하시오. (1) 강체에서 계 내의 질점들은 서로 확고부동한 위치를 지키고 있다. 그런데 이런 강체가 각속력를 갖고 회전할 경우를 생각해 보자. 회전축에서 의 거리에 있는 질량의 질점은 각속력로 반지름의 원운동을 하게된 다. 이때 이 질점의 선형속도와 운동에너지는 다음과 같다. 강체의 경우는 가 모든 질점에 대해 공통이며 회전축으로부터의 수직거리은 질점마 다 다르다. 이 강체의 총운동에너지를 라 하면 다음과 같다. 여기서 은 다음과 같이 로 나타내고 이 를 관성 모멘트 혹은 관성능률이라 한다. 의 차원은 이며 는 회전축으로부터 강체 입자간의 수직거리이다. 그리고 불연 속적인 질점들로 이루어지지 않은 연속적인 물체에 대해서는 다음과 같다. 회전운동에 대한 에너지는 즉, 이 되는데 이는 새로운 물리량이 아니라 단지 물체의 모든 부분에 대한 병진 운동에너 지의 합인 것이다. (2) 회전축에 감겨진 줄에 질량 의 추를 달아 낙하시킨다. 그러면 회전축에서의 거리가 각 각 만큼 떨어진 질량 의 두 물체계가 회전 에너지 보존법칙에서 계의 처음 역학적 에너지 = 계의 나중 역학적 에너지 이다. ; 추의 질량, ; 회전체 전체(회전축, 수평막대, 두 m)의 관성 모멘트 ; 추의 낙하거리 ; 추가 h만큼 낙하했을 그 때의 속력 ; 그 때까지 걸린 시간 추는 v속도를 얻을 때까지 등가속도 운동을 했으므로 평균속도는 이며 다른 한편 이므로 추가 만큼 낙하하는 지점에 이르러서의 순간 속도는 (혹은 와 에서 구할 수 있음) 이 때의 회전축의 각속도는 식 (1)에…
…