[물리]비대칭, 양팔저울 실험 (대구교육대학교)

소개

대교 자연과학개론 물리실험 보고서입니다

목차

1. 실험 과제
Ⅰ. 비대칭으로 생긴 물체에서 무게중심을 지나는 임의의 선으로 양분했을 때 양쪽의 무게는 같은가?
Ⅱ. 양팔저울로 수평잡기를 할 때 가로막대에 구멍을 어디에 뚫어야 하나?
2. 실험 목표
3. 관련이론
① 무게중심
② 힘의 모멘트 (회전 토크) (Moment of Force)
4. 물음
Ⅰ. 비대칭으로 생긴 물체의 무게중심을 지나는 직선을 따라 양분했을 때 양쪽 무게는 같을까?
Ⅱ. 양팔저울로 수평잡기를 할 때 가로막대에 구멍을 어디에 뚫어야 하나?
5. 결과 및 반성

본문내용

1. 실험 과제
Ⅰ. 비대칭으로 생긴 물체에서 무게중심을 지나는 임의의 선으로 양분했을 때 양쪽의 무게는 같은가?
Ⅱ. 양팔저울로 수평잡기를 할 때 가로막대에 구멍을 어디에 뚫어야 하나?

2. 실험 목표
무게중심의 정의를 알고 대칭, 비대칭도형의 무게중심을 지나는 선으로 도형을 잘랐을 때 양쪽의 무게가 같은지와 무게중심에서의 수직거리의 합이 일정한지 알아보자.
그리고 양팔저울의 막대기 정중앙에서 Y축 상에 상중하 부분 중에 어느 부분에 구멍을 뚫어야 하는지에 대해 알아보자.

3. 관련이론
① 무게중심
무게중심이란 물체의 각 부분에 작용하는 중력 합력의 작용점이다. 이는 아르키메데스가 B.C.200~300년경에 지렛대의 원리를 이용하여 밝힌 바 있다. 대칭의 중심을 가진 원 ·직사각형 ·구 ·정다면체 등의 무게중심은 그 대칭의 중심에 있고, 삼각형의 무게중심은 세 중선이 만나는 점이다. 또 다각형의 무게중심은 삼각형의 무게중심을 이용하여 구할 수 있는데, n다각형을 n-2다각형으로 쪼개어서 무게중심을 하나하나 합쳐나가면 된다. 예를 들어, 사각형의 경우에는 사각형에 대각선을 긋고 그에 따라 만들어진 두 삼각형의 무게중심을 구한 다음, 그 두 점의 중점을 구하면 된다. 오각형의 경우라면 세 개의 삼각형으로 나눠서 각각의 무게중심을 꼭지점으로 하는 삼각형의 무게중심을 구해보면 된다. 무게중심은 내분점을 이용하여서도 구할 수 있다. 반원의 무게중심의 경우에는, 무게 중심이 대칭 축 위에 있으므로 일단 반원의 대칭으로 만드는 선분을 x축으로 잡은 후에 원의 방정식을 이용하여 구간을 잡아서 넓이를 적분을 한 후, 잘린 넓이가 같아지는 지점의 x좌표가 무게 중심이 된다. 물체의 무게와 같은 힘으로 그것의 무게중심을 받쳐주면 물체는 수평으로 평형을 이루게 된다. 또, 물체의 각 부분에 작용하는 중력의 합력은 항상 무게중심을 지나 작용하므로 물체의 한 점을 실에 매어 공중에 매달면 무게중심은 반드시 매단 점에서 아래로 그은 연직선 위에 오게 되어 물체가 정지한다. 따라서 물체의 무게중심은 각각 다른 점에서 매달았을 때의 연직선이 서로 만나는 점으로 구할 수 있다.

참고자료

· 없음