[일물실] 정역학(도르레) 실험

목차

1. 서론
2. 실험과정 및 실험결과
3. 출처

본문내용

가. 실험 목적
1) 벡터로서의 힘의 합성, 분해, 평형 조건을 이해할 수 있다.
2) 경사면에서 물체에 작용하는 힘과 고정 도르래, 움직도르래의 원리를 실험을 통해 확인할 수 있다.

나. 배경이론
1) 벡터 : 크기와 방향을 모두 갖는 물리량.
2) 힘의 평형 조건 : 물체에 작용하는 모든 힘의 합이 0이 되어야 한다. 즉 물체에 작용하는 힘을 나타낸 모든 벡터의 합이 0인 상태일 때 힘의 평형을 이루고 있다고 한다.
3) 힘의 분해 : 힘의 합성과 반대로 물체에 작용하는 힘을 힘의 성분 벡터로 나타내는 것으로 2개 이상의 방향의 힘으로 나눌 수 있다.
4) 고정 도르래 : 회전축을 고정한 도르래로 힘의 이득을 얻을 수 없지만, 힘의 방향을 바꿀 수 있다.
5) 움직도르래 : 회전축이 고정되어 있지 않고 움직이는 도르래로 힘의 방향을 바꿀 수 없지만 가해주어야 하는 힘의 크기를 절반으로 줄일 수 있어 힘의 이득을 얻을 수 있다.

2. 실험과정 및 실험결과
가. 실험 1: 힘의 벡터 합성
1) 실험 기구 및 실험 방법
가) 실험 기구
실험 1, 2, 3에 필요한 실험 준비물은 다음 사진과 같다.

그림 실험 1, 2, 3 실험 준비물

나) 실험 방법
1. 다음 그림과 같이 세팅한 후 추를 걸기 전 힘 센서를 0점 조절한다. (힘센서는 수작한 방향으로 설치한다.) 단, 중력가속도 g=9.8, 추 2의 질량은 49.38g, 추 3의 질량은 100.02g이다.)

그림 실험 1, 실험 세팅 모습

2. 힘센서와 추 2가 수평선과 이루는 각도 ()를 측정한다.
3. 각도를 바꾸어 가면서 2번 과정을 반복한다. (총 3회 시행)

참고자료

· 이기준 외 2명, 『고전역학 실험서』, DGIST PRESS, 2014
· DGIST, 3. 정역학 실험 ppt
· [네이버 두산백과] 도르래
· [네이버 물리학백과] 힘의분해
· Serway,『College Physics 11th edition 일반물리학』, 북스힐, 2019