힘의 평형과 벡터 합성 물리학실험보고서

소개글

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법
5. 측정값
6. 실험 결과
7. 결과에 대한 논의
8. 결론
9. 참고문헌 및 자료

본문내용

1. 실험목적
힘 합성대를 이용하여 한 점에 작용하는 여러 힘의 평형 조건을 알아보고 도식법과 해석법을 이용하여 힘 벡터의 분해와 합성을 이해한다.
2. 실험원리
① 힘
물체에 작용하여 물체의 모양을 변화시키거나 물체의 운동 상태를 변화시키는 원인을 힘이라 하며 크기와 방향을 갖는다.
(a) 접촉력: 용수철을 잡아당기면 용수철은 늘어나며 정지한 수레를 끌어당기면 수레는 움직이게 된다. 이와 같은 상황들은 모두 접촉력이라고 하는 힘의 예이다. 이러한 힘은 두 물체 사이에 물리적인 접촉을 수반한다.
(b) 장힘: 두 물체사이에 물리적인 접촉을 수반하지 않고 빈 공간을 통하여 작용하는 힘을 장힘이라고 한다. 서로 다른 질량을 가진 두 물체 사이에 인력으로 작용하는 중력이 이런 종류의 힘의 예이다.
② 힘의 평형
줄다리기를 할 때 많은 사람들이 양쪽에서 줄을 힘껏 당겨도 어느 쪽으로도 줄이 움직이지 않는 경우가 있다. 이처럼 물체가 정지해 있거나 일정한 속력으로 이동하는 경우 물체의 운동 상태가 변하지 않으므로 물체에 작용하는 힘은 평형 상태이다. 두 힘이 평형을 이루려면 다음의 조건을 만족하여야 한다. (1) 두 힘의 크기가 같다. (2) 두 힘의 방향이 반대이다. (3) 두 힘이 같은 직선 위에서 작용한다. 이때, 작용선이 일치해야 한다.

그림1. 두 힘의 평형 조건

⒜ 두 힘이 평형을 이루는 예
-책상 위에 놓인 화분
-끌어도 움직이지 않는 물체
⒝ 나란하지 않은 여러 힘이 평형을 이루는 예
-두 줄을 이용하여 물체를 가만히 들고 있는 경우
(두 줄을 당기는 힘의 합력의 크기=물체의 무게)
-두 줄을 이용하여 물체를 천천히 들어 올리는 경우
(두 줄을 당기는 힘의 합력의 크기=물체의 무게)

참고 자료

일반 물리학 실험 6판, 물리학교재편찬위원회
대학 물리학 10판, 대학물리학교재편찬위원회
힘 (naver.com)
힘의 평형 (naver.com)
상대오차 계산하는 방법: 9 단계 (이미지 포함) - wikiHow
상대오차 (naver.com)