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[레포트] 각운동량 보존 법칙 보고서

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작성일 22-12-09 04:30

본문

여기서 는 관성모멘트이고 는 각속도이다. 회전운동 에너지 는

(6)

이다.

3. theory
외부에서 토크가 가해지지 않는다면 모든 물체는 일정한 각운동량을 갖는다. 1. 實驗(실험) title : 각 운동량 보존

2. 목적
- 회전하는 물체와 회전하지 않는 물체의 충돌, 회전하는 물체의 관성모멘트의 변화등의 현상을 實驗(실험)을 통해 觀察함으로써 각운동량 보존법칙과 회전운동에너지의 concept(개념)을 이해한다.
(2) 그림 1과 같이 사각질량이 회전…(생략(省略))

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실험과제/기타

다. 이때, 외부에서 토크가 가해지지 않았다면

(2)

이 된다된다.

4. 實驗(실험) 방법

그림

A. 사각질량의 각운동량 보존

(1) 사각질량에 실을 연결하여 회전막대에 끼워넣는다. 디스크의 관성모멘트 는

(3)

이다. 여기서 은 디스크만 회전하고 있을때의 각속도이고 은 디스크위에 링을 올려놓았을 때의 각속도이다.

회전하고 있는 디스크 위에 링을 떨어뜨렸을 때 디스크의 각속도가 줄어드는 것을 볼 수 있다 하지만 각운동량 보존법칙에 의하여 디스크의 각운동량은 링을 떨어뜨린 후의 디스크와 링의 각운동량과 같게 된다된다.

이면,

이면,
(1)

여기서 는 외부에서 가해진 토크이고 은 각운동량이다.

한편, 각운동량이 보존되는 경우라도 회전운동에너지는 항상 보존되지는 않는데, 이것은 선운동량이 보존되는 경우라도 탄성 충돌이 아닌 경우에 운동에너지가 보존되지는 않는 것과 같다. 여기서 은 링의 질량, 은 링의 안쪽 반지름, 은 링의 바깥쪽 반지름이다. 여기서 는 디스크의 질량이고 은 디스크의 반지름이다. 링을 올려 놓았을때의 관성모멘트는 는

(4)

이다. 따라서 각운동량 보존법칙에 의해서

(5)

이 된다된다. 이것을 각운동량 보존법칙이라고 한다.

회전하고 있는 물체의 관성모멘트가 변하면 그 물체의 각속도가 변화하게 된다된다.

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