1. 목적
원반(disk)과 원통(ring)의 관성모멘트를 구할 수 있다. 이론값과 비교해보고 그 오차를 구할 수 있다.
2. 실험 방법
<실험 1> 초기 관성모멘트 구하기(회전 봉의 관성모멘트)
① 추걸이에 실을 연결하고, 회전 축에 있는 3군데의 회전대중 한군데에 실을 연결하여 감는다.
② pulley를 달고, 추걸이의 실을 걸쳐둔다.
③ 포토게이트를 달아주고, 컴퓨터와 science workshop에 연결한다. 속도(rad/s)로 설정한다.
④ 추걸이에 적당한 추를 단다.
⑤ Datastudio의 START버튼을 누르고, 추가 자유낙하면서 나타나는 그래프를 관찰한다.
⑥ 그래프의 기울기를 구하여 초기 각가속도 [rad/s2]를 측정하고 기록한다.
<실험 2> 원반(disk) 관성모멘트 측정
① 초기 각가속도를 재었던 장비 위에 Disk를 올린다.
② Datastudio의 START버튼을 누르고, 추를 자유낙하 시킨다.
③ 이때 측정되는 각속도-시간 그래프의 기울기를 측정하여, 디스크의 각가속도 를 측정하고 기록한다.
④ 같은 방법으로 5회 반복하여 평균을 구한다.
⑤ 실험으로 구한 각가속도로부터 관성모멘트()를 계산하고, 이론적인 관성모멘트() 값과 비교한다.
<실험 3> 원통(Ring) 관성모멘트 측정
① 원반의 관성모멘트를 구할 때의 실험 장비 세팅에서 원반위에 링을 올리고 같은 방법으로 각속도를 구한다.
② 각속도 그래프에서 기울기를 구하여 각가속도를 측정한다.
③ 이때의 각속도로부터 관성모멘트를 계산한다.
④ 이 관성모멘트에서 실험 2에서 구한 원반의 관성모멘트를 빼주면 링의 관성모멘트 실험값()을 구할 수 있다. 이 값과 이론값()을 비교하고 오차를 구한다.
<실험 4> 수직원반의 관성모멘트 측정
① 원반을 수직으로 세워 회전축에 고정시킨다.
② Datastudio의 START를 눌러 각속도를 구한 후, 기울기로부터 각가속도를 구한다.
③ 실험 값()과 이론값()를 비교하고 오차를 구한다.
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일반물리 실험- 관성 모멘트 측정
