[일반물리학실험] 힘의 평형 예비레포트

소개글

힘의 합성대를 이용하여 몇 개의 힘이 평형이 되는 조건을 연구하고, 이를 도식법과 해석법으로 비교 분석한다.

목차

1.실험목적
2.실험기구
3.실험원리
4.실험방법
5.실험결과

본문내용

1. 실험목적
힘의 합성대를 이용하여 몇 개의 힘이 평형이 되는 조건을 연구하고, 이를 도식법과 해석법으로 비교 분석한다.

2. 실험기구
힘의 합성대, 추, 추걸이, 도르래, 가락지, 실, 수준기, 그래프용지

3. 실험 원리
물체의 평형상태는 물체가 원래의 상태를 계속 유지하는 것을 의미하며, 정지 상태, 등속직선 운동 상태, 등속회전 운동 상태 등의 모든 경우를 뜻한다. 여러 힘을 받고 있는 물체가 평형상태에 있으려면 다음과 같은 두 가지 조건이 필요하다.

1) 제 1평형조건: 선형적인 평형상태, 즉 정지 또는 등속직선 운동 상태를 유지하기 위해서는 모든 외력의 합이 0이 되어야 한다. 이를 수식으로 나타내면

이 된다.

2) 제 2 평형조건: 회전적인 평형상태, 즉 정지 또는 등속회전 운동 상태를 유지하기 위해서는 임의의 축에 관한 모든 힘의 모멘트, 즉 토오크의 합이 0이 되어야 한다. 이를 수식으로 나타내면

이 된다.
이 실험에서는 질점의 평형상태를 다루므로 제 1평형조건만 만족하면 된다. 그리고 문제를 간단히 하기 위해서 모든 합이 한 평면상에서 작용하도록 하였다. 한편, 벡터 합을 구하는 데는 도식법(또는 작도법)과 해석법이 있다.
3) 도식법에 의한 벡터 합성
그림 1과 같은 와 의 합을 구해보자. 이들의 벡터 합 또는 합력 은 그림2와 같이 두 벡터를 한 쌍의 변으로 하는 평행사변형을 그려서 두 벡터가 만나는 점으로부터 평행사변형의 대각선을 그림으로써 구한다. 이 대각선 벡터 은 두 벡터의 합으로서 합력의 크기와 방향을 나타낸다.
두 개 이상의 벡터의 합력을 구할 때는 다각형법을 이용하는데 이것을 그림3에서 보여주고 있다. 처음에 의 화살표 끝에서 를 그린다. 그리고 의 화살표 끝에서 다시 를 그렸을 때, 의 시작점으로부터 의 끝을 연결한 은 와 의 합벡터가 되고 의 시작점으로부터 의 끝을 연결한 은 의 합이 된다. 같은 방법으로 여러 개의 합을 구할 수 있다.

참고 자료

없음