이중 서스펜션 방법 이해
이중 서스펜션 방법은 매달린 물체의 간단한 고조파 운동에 의존합니다. 설정은 다음과 같습니다.
1. 서스펜션 : 막대는 길이 'l'의 두 개의 평행 한 문자열 (또는 와이어)에 의해 수평으로 매달린다.
2. 평형 : 막대가 방해받지 않으면 수평으로 매달려 있습니다.
3. 변위 : 막대는 약간 회전하고 해제됩니다. 앞뒤로 진동합니다.
4. 측정 : 이 진동의 기간 (t)은 측정됩니다.
방법 의 물리학
* 토크 복원 : 막대가 변위되면 문자열의 장력은 복원 토크를 생성하여이를 평형 위치로 다시 끌어냅니다.
* 관성의 순간 : 막대의 관성 순간 (I)은 회전 운동의 변화를 어떻게 쉽게 저항하는지 결정합니다.
* 진동 기간 : 진동 기간은 관성 모멘트, 줄의 길이 및 막대의 질량과 직접 관련이 있습니다.
공식의 파생
이중 서스펜션 방법을 사용하여 막대의 관성 모멘트 (i)에 대한 공식은 다음과 같습니다.
```
i =(π² * m * l² * t²) / (4 * d²)
```
어디:
* i : 막대의 관성 순간
* m : 바의 질량
* l : 줄의 길이
* t : 진동 기간
* d : 서스펜션 지점 사이의 거리 (줄의 분리)
관성 모멘트를 결정하기위한 단계
1. 설정 :
* 알려진 길이 (L)의 동일한 두 개의 동일한 문자열을 사용하여 막대를 수평으로 중단하십시오.
* 서스펜션 지점 (d) 사이의 거리를 측정하십시오.
* 막대의 질량을 측정하십시오 (m).
2. 진동 :
* 막대를 약간 회전시키고 방출하십시오.
* 스톱워치를 사용하여 여러 진동 시간을 측정하십시오.
* 총 시간을 진동 수로 나누어 기간 (t)을 결정하십시오.
3. 계산 :
* 관성 모멘트 (i)를 계산하기 위해 측정 된 m, l, t 및 d의 측정 된 값을 위의 공식에 꽂습니다.
중요한 고려 사항
* 작은 진폭 : 진동은 간단한 고조파 운동을 보장하기 위해 작은 진폭 (회전 각도)이 있어야합니다.
* 스트링 길이 : 문자열은 진동에 대한 문자열의 질량의 영향을 최소화하기에 충분히 길어야합니다.
* 공기 저항 : 공기 저항은 기간에 약간 영향을 줄 수 있습니다. 정확한 결과를 얻으려면 저 공중 저항 환경에서 실험을 수행하는 것을 고려하십시오.
예
다음과 함께 바가 있다고 가정 해 봅시다.
* 질량 (m) =0.5 kg
* 스트링 길이 (l) =0.8 m
* 서스펜션 포인트 사이의 거리 (d) =0.2 m
* 기간 (t) =1.2 초
이 값을 공식에 꽂습니다.
```
i =(π² * 0.5 kg * (0.8 m) ² * (1.2 s) ²) / (4 * (0.2 m) ²)
```
이것은 당신에게 막대의 관성 (i)의 순간을 제공합니다.
기억하십시오 : 이중 서스펜션 방법은 물체의 관성 순간을 결정하는 실용적이고 접근 가능한 방법입니다. 관성 모멘트를 분석적으로 계산하는 것이 복잡 할 수있는 불규칙한 모양이있는 물체에 특히 유용합니다.
