일반물리실험 레포트 실험3-힘의 평형

소개글

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목차

1. 힘에 대한 감각 익히기
2. 힘의 합력 실험 : 대칭형
3. 힘의 합력 실험 : 비대칭형
4. Mission: 힘의 크기 추정하기

본문내용

2. 힘의 합력 실험 : 대칭형

(1) 실험조에 따라 아래의 두 가지 실험 set 중 하나를 사용하게 된다. 그림을 참조하여 도르래를 설치한다. 어느 경우든, 세 힘이 평형을 이룬다는 점에서는 동일하다.

주의사항: 수직판을 가지고 실험하는 경우, 수직판이 앞으로 기울어져 떨어지거나 수직판에 부착된 물체가 파손될 수 있다.(이 경우 감점 처리됨.) 따라서 실험을 하는 동안 한 사람은 수직판을 붙잡고 있도록 한다. 또한 수직판에서 물체를 떼어낼 경우 물체의 허리를 잡고 꺾으면 파손될 수 있으므로 반드시 물체의 바닥면을 잡고 떼어내도록 한다.

(2) 양쪽 실 끝에 같은 질량을 매달고, 용수철 저울로 잡아당긴다. θ1=θ2를 유지한 상태에서 다양한 각도에 대한 힘의 크기를 측정한다. 결과를 아래 그래프로 나타내보라.

(3) (2)의 그래프에서 힘과 각도에 대한 수학적 관계는 무엇인가? 이론적으로 예상되는 그래프를 같이 그려보고 일치하는지 확인하라.
- Cosθ(θ)의 값은 θ가 크면 클수록 작아지기 때문에 θ가 커질수록 힘의 크기가 작아질 것이라고 예상했다. 실제로 실험을 해보니 예상과 같이 각도가 커지면 커질수록 힘의 크기가 줄었다. 아래 그림은 계산을 이용하여 각도에 대한 예상되는 힘을 그래프로 그린 것으로, 거의 근사한 결과가 나왔음을 알 수 있다.

3. 힘의 합력 실험 : 비대칭형
세 가지 서로 다른 힘이 임의의 각도로 주어질 때 평형을 이루기 위한 조건이 무엇인지 생각해보라. 또, 그 생각이 옳은지 실험으로 확인하라.

세 개의 벡터를 각각 수직분해하여 수평방향 벡터들의 합과 수직방향 벡터들의 합이 0이면 평형을 이룰 수 있다. 우리가 실험해서 나온 값들을 수식에 넣어서 확인해 본 뒤 일반화 하면 된다.
식을 쓰기 전에 대략적인 사인 코사인 값들을 정리해보면
sin 45 = 0.707 cos 45 = 0.707
sin 60 = 0.866 cos 60 = 0.5
sin 25 = 0.422 cos 25 = 0.906

참고 자료

없음