[물리학실험 레포트 보고서] 비틀림진자 예비
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작성일 20-12-19 09:41
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miRi2을 관성모멘트 또는 회전관성이라고 한다. 따라서 평형점으로부터의 각변위 는
=Acos(wt+0)
이 되…(To be continued )
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다. 전체 바퀴의 운동에너지는 k바퀴를 구성하는 모든 입자들의 운동에너지의 합이다.
2. 측정(測定) 치의 계산에 이용되는 관계식들을 기본 理論(이론)에서 찾아 각각의 물리적 의미를 설명(explanation)하시오.
1) 관성모멘트
바퀴가 돌 때 회전에 관련된 운동에너지가 있다아 바퀴가 수많은 작은 입자들로 구성되어 있다면, 질량이 mi이고 속력이 vi인 i번째 입자의 운동에너지는 mivi2이다.
k=mivi2
회전축으로부터 거리가 서로 다른 입자들은 다른 선속도 vi를 가지고 있으나, 바퀴는 강체이기 때문에 각 입자들은 같은 각속력 w를 갖는다. vi=Riw를 사용하면 바퀴의 운동에너지는
k=miRi2w2
이다. 여기서 k`를 회전력 상수라 한다. (기호:I)
I=miRi2) (SI단위:kgm2)
“축에 대한 물체의 관성모멘트는 물체가 그 축에 대한 각속도의 變化를 저항하는 양이다”
2)비틀림 진자
그림에 나타난 바와 같이 관성 능률이 I인 원판형 물체의 질량 중심에 비틀림 탄성을 갖는 철사를 연결하고 이 철사의 나머지 한 끝을 천장에 고정시켜 수직으로 매달아 놓았다.
원판형 물체를 비틀어 주면 철사 안에서는 원상으로 복귀하려는 복원 회전력이 작용하게 된다된다. 복원 회전력을 , 비틀림 각을 라 하면 비틀림 각도가 비례 한계를 초과하지 않는 미소한 각일 때는 Hook법칙에 따라
=-k`
의 관계가 성립한다.
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실험결과/물리
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설명
순서
1. 이 test(실험) 의 목적은 무엇인가
비틀림 진자의 주기를 측정(測定) 하여 철사의 강성률을 구한다.
한편 a를 각속도, 즉 a=d2/dt2라 하면
=Ia=I
이므로 위의 두 식에서
+=0
의 관계식을 얻을 수 있다아 위의 두 식과 용수철의 단조화 진동의 식과 비교하면 변위 x에 대하여 각변여 각변위 가 w2에 대하여 이 대치된 것으로 완전히 일치한다. 위 식에서 과 w2를 밖으로 빼내면
k=w2(miRi2)
이 된다된다.
