힘의 벡터평형 실험 보고서

목차

1. 실험 목적

2. 이론 및 실험원리
1) 물체의 평형상태란 무엇인가?
2) 벡터란 무엇인가?
3) 벡터 합성법 중 기하학적 방법과 해석법에 의한 방법은 어떤 방법인가?

3. 실험 기구 및 장치

4. 실험 방법

5. 실험 결과

1) 실험 1
2) 실험 2
3) 실험 3

6. 논의(고찰) 및 결론

본문내용

1. 실험 목적
힘의 평형장치를 이용하여 물체에 동시에 작용하는 힘들의 합성을 이해하고 물체가 평형상태에 있는 조건을 찾아서 도식법과 해석법으로 비교 분석한다.

2. 이론 및 실험원리
- 물체의 평형상태란 무엇인가?
어떤 물체가 외부로부터 영향을 받지 않고 원래의 상태를 계속 유지하고 있으면 그 물체가 평형상태에 놓였다고 한다. 알짜힘이 0이라고도 하는데 이 상태에선 물체가 가속도가 0이 되는데 이는 물체가 정지해 있거나 등속직선운동을 한다는 것을 의미한다.
- 벡터란 무엇인가?
물체의 운동을 기술할 때 변위와 같은 기준을 가지고 있는 물리량은 벡터로 기술을 하게 된다. 벡터는 기준을 가지고 있고 어떠한 지점으로 뻗어 나가므로 방향이 있는 개념이다. 그러므로 벡터는 크기만을 가지고 있는 스칼라량과 다르다. 힘이라는 것은 벡터의 가장 대표적인 예이다. 힘을 기술할 때는 작용하는 크기와 방향을 전부 기술하여야 한다.
- 벡터 합성법 중 기하학적 방법과 해석법에 의한 방법은 어떤 방법인가?
1) 작도법
작도법은 평행사변형법과 다각형법이 있는데 평행사변형법은 두 벡터의 기준점을 맞춰놓고 각 벡터에 평행하게 보조선을 그어서 평행사변형을 만든 후에 평행사변형의 대각선 (기준점을 포함하는 대각선)이 그 벡터의 합성벡터의 방향과 크기를 나타낸다. 다각형법은 벡터의 방향을 맞추어 잇는 방법으로 한 벡터의 시작점(기준점)과 다른 벡터의 끝점을 이으면 그것이 합성벡터의 방향과 크기를 나타낸다. 여러 개의 벡터를 처리할 때 유용하다.
해석법(성분법)
한 벡터를 2개 이상의 벡터의 합으로 분해하여 생각할 수 있는데, 보통 직교 성분으로 분해한다. 그림 3에서 벡터 B ⃗= (B_x ) ⃗+ (B_y ) ⃗= B_x ı ̂+ B_y j ̂이고, ı ̂, j ̂는 각각 x방향, y방향의 단위벡터이다. B_x를 B ⃗의 x성분, B_y를 B ⃗의 y성분이라고 부른다.

참고 자료

없음