물리 힘의 평형 예비+결과레포트

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일반 물리학 실험 중 힘의 평형에 관한 전체실험 레포트입니다.

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본문내용

힘의 평형
<물리 실험 레포트>
담당교수 :
담당조교 :
실험 목표 : 힘의 개념과 단위를 정의하고 힘의 합성대를 이용하여 몇 개의 힘이 평형이 되는 조건을 이해한다.
실험 원리 : 어떤 물체가 외부로부터 힘을 받지 않아서 원래의 상태를 계속 유지하고 있을 때, 그 물체는 평형상태(알짜힘이 0)에 있다고 한다. 이러한 경우는 가속도가 0이므로 물체는 정지상태 또는 등속직선 운동상태에 있다. 힘은 크기와 방향을 가진다. 그 힘의 방향은 가속되는 방향과 같으며 벡터(vector)로 표시할 수 있다. 벡터로 표시하면 힘의 방향을 화살표의 방향으로 나타내고 힘의 크기를 화살표의 길이로 나타내어 다른 힘과의 합성 및 분해가 용이하다. 힘의 합성은 임의의 물체에 여러개의 힘이 작용할 때 여러 개의 힘이 동시에 작용하여 나타나는 하나의 힘으로 표현하기 위한 것이고, 반면 힘의 분해란 물체에 하나의 힘이 작요하는 것을 여러개의 힘으로 나누어 표현하기 위한 것이다. 따라서, 여러 힘을 받고 있는 물체가 평형상태에 있으려면 다음과 같은 두 가지 조건이 필요하다.
(1) 제 1 평형조건 : 정역학적(정적, 선형적) 평형상태, 정지 또는 등속직선 운동상태를 유지하기 위해서는 모든 외력의 합이 0이 되어야 한다.
(2) 제 2 평형조건 : 동역학적(동적, 회전적) 평형상태, 즉 정지 또는 등속회전 운동상태를 유지하기 위해서는 임의의 축에 관한 모든 힘의 모멘트, 즉 토크의 합이 0이 되어야 한다.
이러한 힘을 벡터로 표시하여 벡터합을 구하는 데는 기하학적 방법(도식법, 작도법)과 해석법이 있다.
1) 기하학적인 방법(도식법, 작도법)에 의한 벡터의 합성
처음 하나의 벡터를 기준으로 잡고, 그 벡터의 끝점에 다른 벡터의 시작점을 놓는 식으로 합성하려는 벡터를 모두 넣는다. 결국 마지막 벡터의 끝과 맨 처음 기준이 되었던 벡터의 시작점을 이으면 모든 벡터의 합이 된다.
2) 해석법(분해법)에 의한 합성방법
두 벡터의 합은 sine과 cosine의 삼각법칙을 이용

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