결과 - 4. 힘의 평형 및 분해

최초 등록일
2011.10.01
최종 저작일
2011.09
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이 실험의 목적은 힘의 벡터 합성과 분해 그리고 여러 힘의 평형 조건을 실험하는 것이다. 물체가 평형상태는 원래의 상태를 모든 경우에서 계속 유지하고 있는 것이며 계속 평형상태를 유지하려면 다음의 두가지 조건이 필요하다.
⑴제1평형조건: 선형적인 평형상태, 모든 외력의 합이 0인 것, ∑F=0
⑵제2평형조건: 회전적인 평형상태, 임의의 축에 관한 모든 힘의 모멘토(토크)의 합이 0인 것, ∑τ=0
그리고 이 실험은 질량중심점의 평형상태가 중심이니 제1 평형조건만 만족시키면 된다.
*벡터합을 구하는 방법
⑴도식법
오른쪽에 그림1에서 OA와 OB를 합하면
이들의 벡터값은 그림2와 같이 두 벡터를
한 쌍의 변으로 하는 평형사변형을 그려
서 두 백터가 만나는 점으로부터 대각선의 거리다. (그림1) (그림2)
⑵해석법
두 벡터의 합을 sin과 cos의 삼각법칙으로 해석적으로 구하는 것이다. 합력 R의 크기와 각 는 다음과 같이 구할 수 있다.
|R|= 이때 각 는 =
* 질량을 고정하고 하는 실험을 하였다. 실험 장치로 힘의 평형1개, 도르래 3개, 추 set, 추걸이 1개, 수평계 1개, 실을 사용하였다. 그리고 이 실험에서는 문제를 쉽게하기 위해서 한 평면상에서 모든힘이 작용하도록 하였다.

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