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[레포트(report) ] 기초물리실험- 회전운동

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작성일 24-04-04 21:18

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1. 實驗(실험)목적

회전운동에서 각속도, 각가속도, 관성모멘트, 회전력(토크)에 대한 concept(개념)을 이해하고 이들 물리량들의 상관관계에 대하여 알아본다.

② 각속도() : 각속도는 운동체와 기준점을 연결한 직선, 즉 동경이 단위시간에 이루는 각도로 측정(測定) 하며, 흔히 ω로 나타낸다.

2. theory(이론)

① 토크(Torque) : 물체에 작용하여 물체를 회전시키는 Cause 이 되는 물리량으로서 비틀림 모멘트라고도 한다. 단위는 N·m 또는 kgf·m를 사용한다. 속도에 대하여 가속도가 있는 것처럼, 각속도가 시간적으로 change(변화)할 경우에는 그 change(변화)율인 각가속도를 생각할 수 있다 각가속도는 각속도를 ω라고 하면 dω/dt로 나타낼 수 있다 1초 사이에 1라디안(radian)/sec의 각속도가 변하는 각가속도를 단위로 하여, 이것을 rad/sec²으로 표시한다. 관성 모멘트는 물체가 외부의 토크에 얼마나 민감하게 反應하는지를 나타내는 양으로서, (각 입자의 질량)×(입자로부터 회전축까지의 거리)2 를 모두 더한 값으로 정이한다. 특히 각속도에 대응하여 운동체의 경로를 따르는 속도를 선속도라 하여 구별하는 경우가 있다 선속도를 v, 운동체의 회전반지름을 r이라 하면, 각속도 ω와는 ω〓v/r, v〓ωr의 관계가 성립한다. 외부에서 힘이 작용하지 않는다면 관성모멘트가 클수록 각속도가 작아지게 된다 일정한 토크에 대해 물체가 회전축으로부터 멀리 떨어져 있으면 물체를 회전시키기 어렵고 회전축에서 가까우면 쉽게 회전시킬 수 있다

(…(투비컨티뉴드 )

실험과제/물리

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다. 중심축이 고정되어 있고 축과 거리가 떨어진 곳에 힘이 작용할 때, 작용하는 힘이 중심축을 향하는 방향이 아니면 토크가 생긴다. 각속도의 단위는 1초간에 1라디안의 각 만큼 회전하는 속도로 rad/sec로 표시한다.

③ 각가속도() : 단위시간에 change(변화)하는 각속도의 비를 말한다.

④ 관성모멘트(Moment of Inertia) : 단면 2차 모멘트라고도 하며, 회전축을 중심으로 회전하는 물체가 계속해서 회전을 지속하려고 하는 성질의 크기를 나타낸 것이다. 이것을 회전의 관성이라고 하는데, 이 회전의 관성은 직선운동의 관성과는 달리 물체의 관성모멘트가 change(변화)할 경우에는 힘의 모멘트가 작용하지 않더라도 각가속도가 생기며, 그것에 의해 물체의 회전속도가 변한다. 각가속도는 그 물체에 힘의 모멘트가 작용하지 않는 한 생기지 않는다.

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