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[자연과학] 일반물리학experiment(실험) - 자이로스코프(Gyroscope)

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작성일 23-12-08 17:43

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약30°의 정지상태에서 자이로스코프를 떨어뜨린다. 이를 實驗(실험)적으로 구하기 위해서 회전판과 도르래를 이용해 도르래에 물체를 매단다.

⑤ 같은 높이에서 물체를 여러번 낙하시켜 가속도를 측정(測定) 하여 理論치를 구해 비교한다.

④ 일정한 무게의 추를 도르래에 달아 높이를 달리하여 떨어지는 시간 를 측정(測定) 한다. 어떠한 회전축에 대한 토크는 회전축에 수직인 면에 대한 힘의 成分과 축으로부터 이 힘의 成分방향에 이르는 가장 가까운 거리의 곱으로 나타낸다.
[그림 ] 實驗(실험)에 사용한 자이로스코프

4. 理論적 배경

자이로스코프가 의 상태로 균형을 이루고 있을 때 회전축에서 거리 d만큼 떨어진 곳에 질량 m인 물체를 놓게 되면 토크가 가해지게 된다 토크는 힘의 모멘트(moment of force)라고도 하며 어떤 힘이 가해지는 물체를 회전시키는 정도이다.

② 자이로스코프가 균형이 맞을 때까지 평형추를 조정한 뒤, 막대 끝에 추가질량을 둔다. 장동운동의 결과는 그림4 두 번째 패턴과 유사할 것이다.

3) 장동운동과 세차운동 觀察

① 實驗(실험)교과서에 나와있는 다음 움직임을 나타내는 實驗(실험)을 설계한 뒤 觀察한다. 약30°의 정지상태에서 자이로스코프를 떨어뜨린다.
여기서 로 치환하면 세차운동 속도 는 아래와 같다.

③ 세차운동을 觀察하고 세차운동율을 측정(測定) 한다.

2) 세차운동속도

① 자이로스코프를 로 균형을 맞춘다.

③ 낚싯줄을 도르래에 걸고 회전판을 잡고 있던 손을 놓으면, 추가 떨어지는데, 이 때 추가 등속으로 떨어질 때의 추의 질량을 이용하여 운동마찰력을 구한다.

② 자이로스코프가 수평을 유지할 수 있도록 추를 움직여 조절한다. 장동운동의 결과는 그 림 5의 세번째 패

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설명
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실험과제/물리

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④ 운동마찰력에 의한 질량 成分을 빼준다. 운동마찰력은 물체를 매달았을 때 등속도로 움직일 때 질량으로 구한다.

④ 장동운동의 결과는 그림4 첫번째 패턴과 유사할 것이다.
이 때 가해지는 토크의 크기는 다음과 같다. 그러나 이번에는 세차운동 반대방향으로 밀어준다.
()
이 세차운동 속도를 구하기 위해서는 회전하는 판의 회전 관성인 I 값을 필요로 한다. 우리는 100.25g짜리 추를 사용하였다.

⑤ 이 측정(測定) 값을 이용하여, I를 구한다.

일반물리학實驗(실험) - 자이로스코프(Gyroscope)

1. 實驗(실험)題目

자이로스코프(Gyroscope)

2. 實驗(실험)일시

3. 實驗(실험)목적

자이로스코프를 통해 강체의 회전운동을 이해하고, 회전하는 물체의 세차운동과 장동운동에 대해 이해한다.

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