힘의 평형 예비보고서

목차

1. 실험 목적
2. 실험 기본 원리
3. 실험 기구
4. 실험 방법

본문내용

1. 실험 목적
힘의 합성대를 이용하여 몇 개의 힘이 평형이 되는 조건을 연구하고, 이를 도식법과 해석법으로 비교 분석한다.
2. 실험 기본 원리
어떤 물체에 여러 가지 힘이 작용하는 경우 작용하는 모든 힘의 벡터합인 알짜힘이 0인 경우 힘의 평형이 이루어진 상태라고 말한다.
물체를 점입자로 볼 수 있는 경우 물체에 작용하는 알짜힘이 0이면, 물체는 정지 상태이거나 등속도 운동을 한다. 만일 물체를 점임자로 볼 수 없는 경우 물체에 작용하는 알짜힘이 0이면, 물체의 질량중심이 정지 상태이거나 등속도 운동을 하며, 질량중심이 아닌 부분은 가속 운동을 할 수도 있다.
예를 들어, 강체의 경우 힘의 평형이 이루어진 상태라고 해서 역학적 평형상태가 보장되지 않는다. 비록 강체에 작용하는 알짜힘이 0이더라도 임의의 기준점에 대한 알짜돌림힘(net torque)이 0이 아니면 그 기준점에 대한 회전운동의 각가속도는 0이 아니다.
물체에 작용하는 알짜힘과 알짜돌림힘이 모두 0이어서, 질량중심의 병진운동 가속도와 질량중심을 기준으로 한 회전운동의 가속도가 0인 상태를 역학적 평형상태라고 말하며, 특별히 물체가 병진운동이나 회전운동을 전혀 하지 않게 되는 경우를 정적 평형상태라고 한다.

참고 자료

일반물리학 실험교재 편찬위원회, 일반물리학 실험 개정 6판, 국민대학교 출판부, 2020