토크의 합성과 분해

목차

1. 실험 목적

2. 이론적 배경
1) 힘의 평형 조건
2) 토크와 백터곱

3. 실험 방법
1) 용수철 상수 K의 측정
2) 두 토크의 평형
3) 세 토크의 평형

본문내용

물체가 역학적으로 평형을 유지할 때 물체가 받는 모든 힘과 토크의 총합은 0이 됨을 확인하고 물체의 평형조건을 이해한다. (83zero (2005))

제1평형조건
선형적인(정역학적) 평형상태, 즉 정지 또는 등속 직선 운동상태를 유지하 기 위해서는 모든 외력의 합이 0이 되어야 한다. 이를 수식으로 나타내면,
회전적인(동역학적) 평형상태, 즉 정지 또는 등속 직선 운동상태를 유지하기 위해서는 임의의 축에 관한 모든 힘의 모멘트, 즉 토크((□τ) ⃗)의 합이 0이 되어야 한다. 이를 수식으로 나타내면,

토크와 벡터곱
토크
고정된 점 O를 중심으로 하는 축에 대해 힘이 가해 지면, 축은 회전을 할 것이다. 이때, 외력을 F ⃗, O로부터 외력의 작용점까지의 거리를 r, F ⃗와 축이 이루는 각을 θ라고 하자.
축과 평행한 성분(F ⃗cosθ)은 축의 회전에 영향을 미치지 못하고, 축과 수직인 성분(F ⃗sinθ)에 의해 축은 회전한다. 이를 수식으로 나타내면

벡터곱의 성질은 다음과 같다

참고 자료

서울시립대학교 물리학및실험1, http://genlab.uos.ac.kr/exp_doc/torque/torque.pdf, 18.10.13
연세대학교_신촌 일반물리학실험실 (2008), http://phylab.yonsei.ac.kr/board.php?board=experiment&command=body&no=2&, 18.10.13
조선영 (2017), http://cms.dankook.ac.kr/web/physics/-7?p_p_id=Bbs_WAR_bbsportlet&p_p_lifecycle=2&p_p_state=normal&p_p_mode=view&p_p_cacheability=cacheLevelPage&p_p_col_id=column-2&p_p_col_count=1&_Bbs_WAR_bbsportlet_extFileId=70396, 18.10.11
Raymond A. Serway, John W. Jewett (2014), Principles of Physics 5th Edition, 북스힐
83zero (2005), http://www.happycampus.com/report-doc/3628776/, 18.10.11