[일반물리실험] 토크의 이해 회전 평형 결과보고서 (이론,결과,오차 다수/A+)

목차

1. 실험 목적

2. 실험 개요

3. 실험 이론 및 실험 원리
가. 토크와 모멘트 팔
나. 회전평형

4. 실험 기구

5. 실험 방법

6. 실험결과

7. 결과분석

8. 토의

본문내용

1. 실험 목적
회전 평형의 조건을 실험하고, 이를 통해 토크의 의미를 이해한다.

2. 실험 개요
양팔 저울의 역학을 하는 수평막대를 역학 종합 실험장치에 연직하게 설치하고 수평막대 중앙의 회전축에 대하여 오른편에는 질량추로 중력의 힘을 가할 수 있도록 실로 연결한 추 걸이를 달고, 수평막대의 왼편에는 힘을 측정할 수 있도록 적당한 위치에 용수철저울을 달 아 둔다. 그리고 수평막대 오른편의 실로 연결한 추걸이에 질량추를 증가시켜가며, 또 수평 막대 상에서 질량추를 단 추걸이 실의 위치를 바꿔가며, 이어 질량추를 단 추걸이 실의 수 평막대를 잡아당기는 방향을 바꿔가며 수평막대를 시계 방향으로 회전시키고, 이때마다 수 평막대가 수평이 되게 한다. 즉, 수평막대가 회전평형이 되게 한다. 이 실험 과정에서 회전 축에 대하여 수평막대를 시계 방향으로 돌리는 토크(돌림 힘, 또는 회전력)가 회전축으로부 터 힘의 작용점까지의 거리와 작용한 힘의 크기에 비례하고 힘이 막대에 수직하게 작용할수 록 크다는 사실을 확인한다. 그리고 이를 통해 토크를 이해한다.

<중 략>

5. 실험 방법
① 실험판 하단의 수평조절나사를 이용하여 실험판이 좌우로, 앞뒤로도 기울어지지 않게 조절한다.
② 용수철저울의 용수철상수 k를 측정한다.
③ 수평막대를 실험판에 부착하고 막대를 좌우로 이동시켜가며 수평을 조절한 후, 회전축에 있는 조임나사를 살짝 돌려 고정시킨다.
④ 연결고리의 질량을 측정하여 m이라 하고 기록하고, 수평막대의 왼쪽 끝으로부터 적당한 지점에 나사가 앞쪽에서 보이도록 연결고리를 달고 연결고리가 움직이지 않도록 나사를 살짝 조인다. 그리고 수평막대의 오른쪽도 왼쪽과 동일한 방식으로 진행한다.
⑤ 수평막대의 왼쪽 연결고리에 실을 묶어 아래의 도르래를 지나게 하여 용수철저울에 연결한다. 그리고 수평막대의 오른쪽 연결고리에도 실을 묶어 추걸이를 매단다. 이때, 실이 수평한 상태의 수평막대와 정확한 수직이 되도록 도르래의 위치를 조절한다.

참고 자료

일반 물리 실험 149p-160p