일반물리학 실험 5판 보고서 ch4.힘의 평형과 벡터합성

소개글

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목차

1.실험목적
2.실험원리
3.실험기구 및 재료
4.실험방법
5.측정값
6.실험결과
7.결과에 대한 논의
8.결론
9.참고 문헌 및 출처

본문내용

1. 실험목적

힘 합성대를 이용하여 한 점에 작용하는 여러 힘들의 평형 조건을 알아보고 힘 벡터의 분해와 합성을 이해한다.

2. 실험원리

물체에 작용하는 외력의 합이 0이 되거나 회전력의 합이 0일 때 물체는 평형 상태에 있다고 한다. 물체의 평형을 논의할 때는 병진과 회전에 관한 평형을 동시에 고려하여야 한다. 따라서 일반적으로 물체의 평형 상태를 논의할 때는 다음과 같은 두 가지 조건을 만족하여야 한다.
* 병진 평형은 물체에 작용하는 모든 힘의 합이 0이 되어야 한다. 즉 다음 조건을 만족하여야 한다.

이 식은 물체의 속도가 일정(혹은 0)함을 의미한다.

* 회전 평형은 임의의 점에 대한 회전력의 합이 0이 되어야 한다. 즉 다음조건을 만족하여야 한다.

이 식은 각운동량이 일정(혹은 0)함을 의미한다.

하지만 이 실험은 한 입자(질점)에 작용하는 세 힘의 평형을 생각하므로 병진 평형 조건만 만족하면 된다.
힘은 벡터량으로 크기와 방향을 함께 가지는 물리량이다. 따라서 힘의 평형 조건은 벡터의 분해와 합성으로 구할 수 있고, 벡터와 분해와 합성을 나타내는 방법으로는 도식법(또는 작도법)과 해석법이 있다.

(1) 도식법에 의한 벡터 합성

사진에 주어진 두 힘와의 합을 구해 보자. 이들의 벡터 합 또는 합력는 사진과 같이 두 벡터를 한 쌍의 변으로 하는 평행사변형을 그려서 두 벡터가 만나는 점으로부터 평행사변형의 대각선을 그려서 구한다. 이 대각선 벡터는 두 벡터으 합으로서 합력의 크기와 방향을 나타낸다,

참고 자료

일반물리학실험 5판