관성모멘트 및 각운동량 보존

물리학실험보고서 관성 모멘트 및 각운동량 보존 실험 목적회전하는 물체의 관성모멘트를 실험을 통해 알아보고 관성모멘트의 변화에 따른 각운동량 보존에 대 하여 알아본다. 2. 이론회전축을 중심으로 회전하는 강체에서 회전축으로 거리 r 만큼 떨어진 미소부분의 속도 v 는 다음과 같이 쓸 수 있다.v=rw(1)미소부분의 질량을 dm 이라 할 때. 이 미소부분의 운동에너지는 다음과 같다.dK= 1 over 2 TIMES v ^2 TIMES dm= 1 over 2 TIMES (rw) ^2 TIMES dm(2)

각운동량 보존1) 목적회전하는 물체와 회전하지 않는 물체의 충돌, 회전하는 물체의 관성모멘트의 변화등의 현상을 실험을 통해 관찰함으로써 각운동량 보존법칙과 회전운동에너지의 개념을 이해한다. 2) 원리외부에서 토크가 가해지지 않는다면 모든 물체는 일정한 각운동량을 갖는다. 이것을 각운동량 보존법칙이라고 한다. Sum tauext = dL over dt = 0 이면, L = 일정(1)여기서 tauext는 외부에서 가해진 토크이고 L은 각운동량이다.회전하고 있는 물

보존된다는 것을 확인 할 수 있었다. 각운동을 하는 물체는 반지름과 속도가 항상 비례한다. 반지름이 작아지면 속도가 빨라지고, 반지름이 커지면 속도가 느려진다. 즉, 회전축으로부터의 거리가 짧아지는 대신 회전속도는 커진다. 이처럼 각운동량이 항상 보존되므로 회전운동에너지( 1 over 2 I `omega^2)도 보존된다는 것을 알 수 있다.이번실험은 크기가 있는 물체가 외부의 힘이 작용하지 않거나 작용하더라도 외부 힘의 모멘트의 합이 0이라면 그 물

보존자유롭게 회전하는 물체에 토오크 τ가 가해질때, 물체의 각운동량은 변화한다.디스크가 회전하고 있는 계에서 링을 살짝 올려 놓으면 계의 회전속도가 달라진다.물론 계에 작용하는 외부 토오크는 없다.여기서 Id 는 디스크의 관성모멘트, Ir 는 링의 관성모멘트라고 하면 계의 총 각운동량은 보존되므로L= Ii ωi = If ωf(7)여기서, Ii = Id , If = Id + Ir 이므로 원판의 최종 각속도는ωf = (Ii/If)ωi = Id/(Id+Ir) ωi-(8)이 될것이다.3. 실험기구 및

각운동량 보존 MdRMrrinroutIiIf1.4010.1141.4230.0540.0630.0091030.014001Ii = 1 over 2 Md R^2 =0.009103If = 1 over 2 Md R^2 + 1 over 2 Mr (rin ^2 + rout ^2 `) =0.014001횟수titfomegaiomegafLiLfleft| Lf - Li over Li right| times 100KiKfKfthleft| Kf - Kfth over Kfth right| times 10010.1430.1988.7886.3470.080.08911.250.3520.2820.22923.1420.0890.16114.1207.8050.1290.10915.500.9110.4250.59228.2130.0710.12217.69910.3000.1610.14410.561.4260.7430.92719.856.분석 및 토의실