실험목표
자이로스코프를 통해서 세차운동에 대해 이해하고 세차운동의 형태에 대해서 이해해 본다.
이론적 배경
○자이로스코프의 세차운동
자이로스코프에 작용하는 토크의 크기는 회전축의 지지 점으로부터 원반까지의 거리와 무게의 곱으로 나타낼 수 있다. 초기의 회전을 하지 않는 상태에서 각운동량 은 0이고 짧은 시간 동안의 각운동량의 변화 은 로 표현할 수 있다. 돌림 힘의 방향이 일정하고 처음 각운동량이 0이므로 각운동량은 한쪽 방향으로 계속 증가하는 추세를 나타낼 것이다. 그 결과 원반은 각운동량의 방향을 축 주의 아래 방향으로 빠르게 회전한다는 것을 의미한다.
원반이 초기에 회전운동을 하고 있다면 원반의 초기 각운동량은 0이 아니므로 원반의 각운동량을 이라고 하자. 또한 의 방향이 원반의 각운동량의 수직이기 때문에 이 토크는 원반의 각운동량의 크기는 바꾸지 못하고 방향만 바꾼다. 은 항상 일정한 평면 위에 있기 때문에 축은 떨어지지 않고 세차운동을 하게 된다.
○세차 각속력
옆돌기 운동의 각속력을 구하기 위해선 위에서 유도한 식 를 이용한다. 로 표현할 수 있다. 이 물체가 아주 짧은 시간동안 만큼 회전하면서 옆돌기 운동을 한다고 하면 로 표현할 수 있다. 를 로 놓으면 를 구할 수 있다.
실험 결과
○자이로스코프를 수평한 상태에서 운동시켰을 때의 결과
원반을 회전시키고 축이 수평인 상태에서 축을 놓으면 자이로스코프는 세차운동을 하기 시작한다.
그래프에서 보이는 것처럼 자이로스코프는 한 쪽으로 회전하면서 아래로 낙하하는 운동을 한다. 그 과정에서 위에서 순간적으로 멈추면서 아래로 다시 움직이는 운동을 반복하게 되고 원반이 땅에 떨어질 때 까지 이 운동을 계속한다는 것을 알 수 있다.
실험 중에 일정시간동안에 회전하는 횟수를 세었기 때문에 원반의 회전 각속도를 알 수 있다. 그렇기 때문에 이론적 배경에서 구한 식 를 이용해서 이 자이로스코프의 회전각속도를 알 수 있다.
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공학 물리실험 결과 - 자이로스코프(Gyroscope) 공학 물리실험 결과 - 자이로스코프(Gyroscope)
1. 실험목적
토크와 각운동량을 이해한 후, 자이로스코프의 세차운동과 장동운동을 관찰한다.
2. 실험결과 분석
[Experiment 1. 관성바퀴의 관성모멘트 측정]
..
일반물리실험 - Gyroscope[자이로스코프] General Physics Laboratory
[ Gyroscope ]
Title
Gyroscope
Abstract
자이로스코프를 통해 강체의 회전운동과 회전하는 물체의 세차운동, 장동운동에 대해 이해해본다.
Introduction
자이로스코프를 ..
자이로스코프 , 일반 물리실험 자이로스코프 (Gyroscope)
1. 실험결과 및 분석, 토의
가. 두 개의 판으로 이루어진 회전체
(1) 두 개의 판을 서로 같은 방향으로 돌리게 한 후 축의 끝에 물체를 놓았을 때 세차운동을 하는지 관찰 ,
• Angul..
공학실험 - 자이로스코프[Gyroscope]의 동특성 실험 Gyroscope의 동특성 실험
1. 실험 목적
Bifilar Pendulum을 이용해서 실험적으로 극관성 모멘트(Ip)를 구한다.
자이로스코프(Gyroscope) 실험을 통해
세차운동(Precession)의 원리를 알아보고
주축의 각속도..
일반물리학실험 - 자이로스코프(Gyroscope) 일반물리학실험 - 자이로스코프(Gyroscope)
1. 실험제목
자이로스코프(Gyroscope)
2. 실험일시
3. 실험목적
자이로스코프를 통해 강체의 회전운동을 이해하고, 회전하는 물체의 세차운동과 장동운동에 대해 ..
기초 공학 실험 - 자이로스코프(Gyroscope)의 동특성 실험 기초 공학 실험 - 자이로스코프(Gyroscope)의 동특성 실험
1. 이론 전개
1.1 자이로 스코프란
자이로스코프는 공간 중에서 자유로이 회전할 수 있도록 장치된 복잡한 팽이의 일종으로 직교하는 두 축에 대하여 ..
자이로스코프에_대하여 자이로스코프에 대하여
자이로스코프란
공간 중에서 자유로이 회전할 수 있도록 장치된 복잡한 팽이의 일종이다.
직교하는 두 축에 대하여 자유도를 가진 짐벌(Gimbal)의 내부에 자유롭게 회전하는 자이로를 설치..
[공학물리실험] 자이로스코프 결과 보고서 [공학물리실험] 자이로스코프
1.실험 결과
[ Experiment 1 ] 관성바퀴의 관성모멘트 측정
측정값
1차
2차
3차
질량(kg)
0.050
반경(m)
0.0293
반경제곱()
0.000858
가속도()
0.0345
0.0347
0.0342
0.0347
중력..
기초 공학 실험 - Gyroscope의 동특성 실험(결과 보고서) 기초 공학 실험 - Gyroscope의 동특성 실험
§ 실험 및 결과 DATA
[ Bifilar pendulum 결과 ]
D(진자 직경) : 0.07583m
h(실의 길이) : 0.457m
m(진자 질량) : 0.243kg
[ Gyroscope Moment의 측정결과 ]
..