1학기 일반물리학 실험레포트 - 자이로스코프 A+

소개

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목차

1. 실험 제목

2. 실험 목적

3. 방법
1) 이론 및 원리
2) 장치 및 방법

4. 결과

5. 분석 및 토의

6. 결론

7. 참고문헌

본문내용

1. 실험제목
자이로스코프
2. 실험목적(Introduction)
자이로스코프 실험을 통해서 회전판의 관성모멘트를 구할 수 있고 계산값과 측정값을 비교해서 오차를 구해보고 왜 오차가 발생하는지를 생각해본다.
세차운동이 무엇인지를 알고 세차운동을 구할 때 왜 관성모멘트가 필요한지 또한 세차운동을 만드는 외부의 힘은 무엇인지를 생각해 본다. 최종적으로 세차운동의 계산값과 측정값을 비교하고 확인한다.
3. 방법(Method)
3.1 이론 및 원리
①자이로스코프란?
회전체가 짐벌에 고정되어 있는 장치이다. 이때 짐벌은 회전축의 방향이 임의로 향할 수 있도록 한다.
②각운동량
-각운동량은 회전의 축으로부터 떨어져 있는 거리 벡터와 그 위치에서 발생하는 입자의 선운동량의 외적으로 나타낸다. 즉 회전운동량은 거리벡터와 병진운동량의 외적이다. 식으로 나타내면 아래와 같다.
③관성모멘트
-각운동량으로부터 유도한 관성모멘트 식은 아래와 같다.
 ×
 각운동량   회전축으로부터 떨어진 거리   선운동량
이때, 회전하는 물체에 있는 모든 입자들의 각운동량을 모두 합하면 아래와 같다.
-실험에서 사용하는 회전판의 관성모멘트 이론식을 유도하면 아래와 같다.
질량을 미소질량으로 보고 시그마를 사용한 합을 구분구적분으로 표현한 것이다.
이때, 회전판의 전체질량을 M, 중심축으로부터 회전판의 반지름 R이라고 하고, 회전판의 밀도를 라고 하면 미소질량을 미소거리로 표현가능하다. 식은 아래와 같다.
이를 위에 관성모멘트식에 대입하면 아래와 같이 회전판의 관성모멘트를 유도할 수 있다.
④토큰
-회전력, 모멘트라고 하며 그리스 문자인 (타우)를 사용한다. 토크의 단위는  ∙ 이다.
토큰을 식으로 표현하면 다음과 같다.
또한 토크는 각운동량을 시간에 대해서 미분한 것이다. 따라서 아래식이 성립한다.

참고자료

· Walker, Halliday, Resnick, 일반물리학, 11판, 10장(회전), 텍스트북스, 2021.
· 윤진희, 차동우 대학기초물리학 , 제 1부 역학 (9장, 10장), 미광테크미디어, 2015