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구성품

  • 관성모멘트 측정 [유선] K1.5.55






  • 관성모멘트 측정 [무선] K1.5.55-G






  • 관성모멘트 측정 [고 무선 구심력 실험장치] K1.5.55-GG






특징

  • 관성모멘트 측정 실험을 통해 물체의 관성모멘트를 효과적으로 학습할 수 있다.
  • 관성모멘트가 다른 3가지 종류의 디스크가 포함되어 있어 다양한 실험이 가능하다.
  • 슬롯 추를 이용하여 토크의 변화를 주며 실험할 수 있다.
  • 토크를 주는 도르래의 각도를 조절할 수 있도록 설계되었다.
  • Vernier MBL 센서를 이용하여 정밀한 측정이 가능하다.
실험 이론

1) 관성 모멘트: I

관성 모멘트란 물체가 회전 운동을 하는 상태를 계속 유지하려는 성질을 의미한다. 동일한 물체라도 회전 축의 위치에 따라 관성 모멘트 값은 얼마든지 달라질 수 있다. 이는 회전계에서 힘에 저항하는 요소가 단순히 질량만 있지 않다는 것을 의미한다. 즉, 관성모멘트를 결정하는 요소에는 질량 중심과 회전 축 간의 거리가 포함된다.

회전 계에서는 힘과 각가속도의 관계식을 아래와 같이 정의한다.
τ=Iα
위 식을 관성모멘트에 관한 식으로 바꾸어 쓰면 아래와 같다.


수식을 통해 알 수 있듯 물체에 작용하는 토크와 각가속도만 알면 회전하는 물체의 관성 모멘트를 구할 수 있다. 본 실험에서 물체에 작용하는 토크는 추의 무게이며, MBL센서를 통해 각가속도를 측정하여 관성 모멘트를 확인할 수 있다.


2) 각가속도

각가속도(α)란 회전계에서 단위 시간당 각속도의 변화량을 나타내는 벡터량이다. 각속도(ω)는 단위 시간당 회전한 각도를 말한다.


실험 목록

  • 구심가속도 측정 실험
  • 관성모멘트 측정 실험
  • 회전 운동의 이해