動力學實驗(一)
轉動慣量與平行軸定理實驗
(Experiments of Moment of Inertia and
Parallel Axis Theorem)
姓名：陳家芊
系級：動機 25
學號：110033105
一、
I.
實驗數據
轉動平台之轉動慣量
砝碼總重量(g)
40
第一次測量時間 1T(s)
0.38
第二次測量時間 1T(s)
0.364
第三次測量時間 1T(s)
0.403
平均時間 1T(s)
0.3823
轉動慣量，I0(g·m2)
0.1826
m

扭矩 τ = 40g × 9.81 s2 × 0.04m = 15.696 g ∙

角加速度 α =

轉動慣量 I0 = α = 0.1826 g ∙ m2
4π
T2
= 85.95
m2
s2
rad
s2
τ
II. 待測物品之轉動慣量
待測物品
圓盤
圓棒
質量(g)
997.4
994
半徑
10cm
長度
砝碼總重量(g)
40
40
第一次測量時間 1T(s)
0.881
0.996
第二次測量時間 1T(s)
0.949
0.876
第三次測量時間 1T(s)
1.399
0.887
平均時間 1T(s)
1.076
0.9207
轉動慣量，I(g·m2)
1.4713
1.0588
實驗值，I- I0(g·m2)
1.2887
0.8762
理論值
4.987
3.313
誤差
74.16%
73.55%
理論值：
1

圓盤 I = 2 × 997.4 × (0.1)2 = 4.987

圓棒 I = 12 × 994 × (0.2)2 = 3.133
1
20cm
二、
I.
問題與討論
請探討實驗中各自的誤差來源為何？又該如何降低誤差？
在實驗中，可能的誤差來源為：
1. 旋轉盤並沒有完全水平於桌面，會導致多餘的力矩產生；若能加上
調整水平的步驟則減少此誤差。
2. 圓盤與圓棒並沒有對正鎖固在旋轉盤上，因為進行實驗時我們只有
目測旋轉盤上面的刻度，若加上檢驗的步驟可降低誤差產生。
3. 手動按下計時按鈕的時間可能與真正開始轉動的瞬間有時間差，也
會導致誤差的產生。
II. 根據量測結果，物體的運動週期與本身形狀有何關聯？
物體的運動週期與轉動慣量呈正相關：
當力矩τ固定時τ = α × I，T 越大，α越小，I 則會越大。
而物體的轉動慣量則和物體的形狀沒有絕對關係，但可從 I=∫ 𝑟 2 𝑑𝑚判
斷，若物體的質量分佈主要離軸心較遠的話，I 則會越大，T 也會越
大。
三、
實驗心得
雖然轉動慣量於大一普物實驗時有做過相同的主題，但這次卻沒
有以前記得的繁瑣跟複雜，相較之下操作簡單不少，步驟也減少很
多，誤差卻也相對較大。經過這次實驗能使我們複習基礎動力學的公
式，也配合到現在應用力學的內容。
四、
參考資料

https://zh.wikipedia.org/zhtw/%E8%BD%89%E5%8B%95%E6%85%A3%E9%87%8F

https://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=2865