힘의 평형-예비보고서

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목차

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본문내용

1. 제 목 : 힘의 평형

2. 목 적 : 힘의 평형장치를 이용하여 여러 개의 힘이 평형이 되는 조건을 구하고, 정역학적인
여러 힘의 평형조건을 해석법에 의해 분석한다.
3. 원 리 :
한 점에 2개 이상의 힘이 작용하는 계가 있을 때, 이 힘들을 대표하는 한 힘으로 대치 할 수 있다. 이 힘은 여러 힘의
벡터 합으로서 합력(resultant force)이라고 한다. 그런데 힘은 크기와 방향을 갖는 벡터량 이므로 한 점에 작용하는 여러 힘의 문제를 해석적으로 계산할 수 있다. 예를 들어, 그림1과 같이 힘 A와 힘 B가 O에 작용하면, 두 힘의 합은 그림 2의 R과 같으며, R의 수평성분의 합을 R⒳, 수직 성분의 합을 R⒴라고 하면 다음과 같이 나타 낼 수 있다.




R⒳=A⒳+B⒳ , R⒴=A⒴+B⒴ --- (1) 합력 R은 그림 2와 같으며, 합력의 크기 R은
?R?=√?A?²+?B?²+2?A??B?COSθ --- (2) 여기서, θ는 힘 A와 B의 사이 각이다. 다라서 R의 크기는 다음과 같이 쓸 수 있다. R=√R⒳²+R⒴² --- (3) 그리고 이 합력이 수평축과 이루는 각은 θ=tan-¹(R⒴/R⒳) --- (4)
여러 개의 힘들이 평형상태, 즉 정지 또는 등속도 운동 상태를 유지하기 위해서는 모든 외력의 합이 0이 되어야한다. 외력의 합이 0이 되어 힘의 평형을 이루는 것을 평형력 이라 한다. 아래 그림 과 같이 평형력은 그래프에 표시하여 각도에 의해 구할 수 있으며, 또한 식 (3) 과 (4)를 이용하여 구해진다.

참고 자료

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