안녕하세요 저는 해외고를 다니고 있는 한 학생입니다.
제가 올해 물리에서 중요한 과제를 하는 데 이해가 가지 않는 부분이 있어서 이렇게 질문 올립니다.
뭐 풀어달라거나, 해달라는 글 아니고 제 실험 결과에 대해서 이해가 가지 않는 점이 있어서 이렇게 글 올립니다.
제가 실행한 실험은 회전관성에 관련된 실험인데,
실험 과정까지 다 말씀드리면 이 글 자체가 너무 길어질 것 같아서 간결하게 제 실험의 결론만 말씀 드리겠습니다.
Torque (토크? 사전 검색하니 '회전력' 이라고 하네요) 식과 Force 식을 이용하여 I(관성) 를 구합니다.
I는 관성이고, 제가 구하려고 하는 것은 반지름과 회전 관성의 관계입니다. 물체가 중심축에서 멀어질수록 회전관성은 어떻게 변하는지 실험하였습니다.
CD를 돌릴 때와, 구멍 없는 원판을 돌릴 때 회전관성의 차이점 정도로 이해하시면 됩니다. 회전축을 중심으로 무게가 얼마나 분포되어있느냐에 따라 회전 관성이 어떻게 변하는지를 구하였습니다.
제가 이끌어 낸 식은 다음과 같습니다
이상하게 생긴 T는 Torque를 말하고, T는 tension force (장력) g는 중력, a는 가속도, F는 힘, r은 반지름 m은 무게, 알파는 angular acceleration (각가속도) 입니다.
그래서 위와 같이 I, 회전 관성이 구해지는 거지요.
이게 마지막 식을 보시면, 이론 상으론 r이 증가하면 I도 증가해야 하기 때문에 중심축으로부터 멀어져서 r이 증가하면 I도 증가해야합니다.
제 실험 결과도 같게 나타났습니다. 중심축으로부터 무게가 멀리 있으면 회전 관성이 증가하였습니다. (즉, 뚫린 원모양 물체가 안뚫린 원모양 물체보다 회전 관성이 높다는 뜻입니다.)
그런데 여기서 문제는 이유를 모르겠습니다. 아무리 머리 쥐어뜯고 생각해보고, 책을 읽어봐도, 구글링 해도 이해가 가질 않습니다.
저 계산을 통해서는 당연하게 이해가 가지만, 실제로는 이해가 가질 않습니다.
왜 멀어질수록 회전 관성이 늘어나는걸까요? 저런 계산적인 설명 말고 뭔가 음.. 이해 가능하고 그런 과학적으로 설명해 주실 수 분 있으신가요?
오유 베오베랑 무도게, 더지니어스게, 뷰티게는 눈팅한지 되게 오래 됐는데 과게 글들은 그냥 베오베 올라오는 감탄을 자아내는 글들 밖에 못 봤어요. 그런데 과게 분들이 그렇게 똑똑하시다고 들어서 제가 이해 안 가는 점 한 번 여쭙고자 여기 글 남깁니다..
많은 답변 부탁드려요!! 감사합니다 ~~
