일반물리학실험 | 관성 능률 측정

 

 

 

TIP

 

 

1. 관성 능률의 개념을 이해하고, 반지형 물체와 원반의 관성 능률을 측정하여 이론값과 비교하여 본다.
2. 관성 능률의 개념을 이해하고, 가운데 부분이 비어있는 원통형 물체를 회전시켜서 그 물체의 관성 능률을 측정해 본다.

 

 

 

관성능률(관성모멘트)

회전하는 물체가 그 때의 상태를 유지하려고 하는 에너지의 크기를 말한다. 관성모멘트는 I로 표시하고, 단위는 ㎏·㎡이다. 회전운동을 병진운동과 비교하였을 때, 회전운동에서의 관성모멘트는 병진 운동에서의 질량과 유사한 성질을 갖는 물리량이다.

 

회전하는 물체가 회전을 계속하려는 성질인 회전 관성은 물체의 전체 질량과 질량 분포 상태에 따라 달라진다. 따라서 관성 모멘트는 물체가 외부의 토크에 얼마나 민감하게 반응하는지를 나타내는 양으로서, (각 입자의 질량)×(입자로부터 회전축까지의 거리)² 를 모두 더한 값으로 정의한다.

 

강체를 ｎ개의 질점으로 구성된 질점계라고 생각할 때, i번째 질점의 질량을 m_i, 그 질점에서 회전 축까지의 최단거리를 r_i 라고 하면, 그 회전축을 축으로 하는 회전운동에 대한 관성을 나타내는 관성 모멘트Ⅰ는 다음 식으로 나타낸다.

 

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 반지와 원반의 질량을 측정하고 반지의 반지름과 원반의 반지름, 높이를 각각 측정한다.

 

2) 회전대와 실로 연결된 도르래에 추를 단다.

 

3) 회전대에 토오크를 주어 원반을 회전시킨다.

 

4) 포토게이트를 이용해 시간에 따른 각속도를 측정하여 그래프의 기울기로부터 각 가속도를 구한다.

 

5) 원반에 반지를 올리고 실험한다. 그리고 원반을 수직으로 세워 실험한다.

 

 

 

[일반물리학실험] 관성 능률 측정 레포트