[일반 물리 실험]힘과 물체의 평형 예비 and 결과

소개

일반 물리 실험 수강하시는 학생들 도움되길 바래요
결과 리포트 엑셀 써가며 쓴다고 힘들었어요 .
예비와 결과를 한꺼번에 담아놨어요 . 따로 구입하지 않으셔도 됩니다.

목차

1. 실험 목적 및 원리
- 실험 1. 후크의 법칙
- 실험 2. 더해진 힘의 합력과 평형력
- 실험 3. 힘의 분해 - 성분
- 실험 4. 회전력 - 평형력(나란한 힘)
- 실험 5. 회전력 - 비평형력(나란하지 않은 힘)
- 실험 6. 질량중심
- 실험 7. 물체의 평형
2. 측정값
3. 결론 및 검토(오차 발생 원인)

본문내용

1. 실험 목적 및 원리
힘을 받는 물체가 평형상태에 있기 위한 조건을 알아보고 힘의 분해와 합성 및 회전력의 개념을 이해한다.
물체에 작용하는 외력의 합이 0이 되거나 회전력의 합이 0일 때 물체는 평형상태에 있다. 물체의 평형을 논의할 때는 병진과 회전에 관한 평형을 동시에 고려하여야 한다. 따라서 다음과 같은 두 개의 조건을 만족하여야 한다.
(1) 병진 평형은 물체에 작용하는 모든 힘의 합이 0이 되어야 한다. 즉 다음 조건을 만족하여야 한다.
(2) 회전 평형은 임의의 점에 대한 회전력의 합이 되어야 한다. 즉 다음 조건을 만족하여야 한다.
이것은 각운동량이 일정(혹은0)함을 의미한다. 강체의 평형상태를 논의할 때는 위의 두 조건을 모두 만족해야 한다. 하지만 본 실험은 한 질점의 평형상태를 다루므로 병진 평형조건만 만족하면 된다.
벡터는 크기와 방향을 동시에 가지는 물리량으로 써 힘은 벡터로 나타낼 수 있다. 따라서 힘의 평형 조건은 벡터의 분해와 합성의 방법으로 구할 수 있다. 한편, 벡터의 분해와 합성을 구하는 데는 도식법(또는 작도법)과 해석법이 있다.
a. 도식법에 의한 벡터합성
그림에 주어진 벡터 vec A와 vec B의 합을 구해보자. 이들의 벡터합 또는 합력 vec R은 그림과 같이 두 벡터를 한 쌍의 변으로 하는 평행사변형을 그려서 두 벡터가 만나는 점으로부터 평행사변형의 대각선을 그림으로서 구한다. 이 대각선 벡터 vec R은 두 벡터의 합으로서 합력의 크기와 방향을 나타낸다. 두 개 이상의 벡터들의 합력을 구할 때는 다각형법을 사용하는데, 이것을 그림에서 보여주고 있다. 처음에 vec A의 화살표 끝에서 vec B를 그린다.
b. 해석법에 의한 합성방법
두 벡터의 합은 sine과 cosine의 삼각법칙을 이용하여 해석적으로 구할 수 있다. 두 벡터 vec A와 vec B를 생각하자. 합력 vec R의 크기는 다음과 같은 식으로 구해진다.

[후크의 법칙]
물체에 가해진 하중과 그로 인해 발생하는 변형량과의 관계를 나타내는 법칙이다. 어떤 임의의 물체에 하중이 가해지면 어느 한계에 이르기까지는 변형량이 하중에 선형적으로 비례한다는 법칙이다. 응력(Stress)이 , 변형률(Strain)이 , 탄성계수(Elastic Modulus)가 로 표시될 때 후크 의 법칙을 수식으로 나타내면 아래와 같다.
후크의 법칙은 용수철이 힘에 따라 일정하게 늘어나는 것을 주 내용으로 하고 상수 k(n/m)가 중요하다. 하지만 용수철이 이 법칙을 만족하지 않으면 힘을 측정하는 데에 용수철을 사용할 수 없다. 그 이유는 후크의 법칙을 만족하지 않는다면 용수철은 무게에 따라 일정하게 늘어나지 않기 때문이다.

참고자료

· 없음