토크의 합성과 분해

목차

1. 실험 목적

2. 이론적 배경
1) 힘의 평형 조건
2) 토크와 백터곱

3. 실험 방법
1) 용수철 상수 K의 측정
2) 두 토크의 평형
3) 세 토크의 평형

본문내용

물체가 역학적으로 평형을 유지할 때 물체가 받는 모든 힘과 토크의 총합은 0이 됨을 확인하고 물체의 평형조건을 이해한다. (83zero (2005))

제1평형조건
선형적인(정역학적) 평형상태, 즉 정지 또는 등속 직선 운동상태를 유지하 기 위해서는 모든 외력의 합이 0이 되어야 한다. 이를 수식으로 나타내면,
회전적인(동역학적) 평형상태, 즉 정지 또는 등속 직선 운동상태를 유지하기 위해서는 임의의 축에 관한 모든 힘의 모멘트, 즉 토크((□τ) ⃗)의 합이 0이 되어야 한다. 이를 수식으로 나타내면,

토크와 벡터곱
토크
고정된 점 O를 중심으로 하는 축에 대해 힘이 가해 지면, 축은 회전을 할 것이다. 이때, 외력을 F ⃗, O로부터 외력의 작용점까지의 거리를 r, F ⃗와 축이 이루는 각을 θ라고 하자.
축과 평행한 성분(F ⃗cosθ)은 축의 회전에 영향을 미치지 못하고, 축과 수직인 성분(F ⃗sinθ)에 의해 축은 회전한다. 이를 수식으로 나타내면

벡터곱의 성질은 다음과 같다

참고자료

· 서울시립대학교 물리학및실험1, http://genlab.uos.ac.kr/exp_doc/torque/torque.pdf, 18.10.13
· 연세대학교_신촌 일반물리학실험실 (2008), http://phylab.yonsei.ac.kr/board.php?board=experiment&command=body&no=2&, 18.10.13
· 조선영 (2017), http://cms.dankook.ac.kr/web/physics/-7?p_p_id=Bbs_WAR_bbsportlet&p_p_lifecycle=2&p_p_state=normal&p_p_mode=view&p_p_cacheability=cacheLevelPage&p_p_col_id=column-2&p_p_col_count=1&_Bbs_WAR_bbsportlet_extFileId=70396, 18.10.11
· Raymond A. Serway, John W. Jewett (2014), Principles of Physics 5th Edition, 북스힐
· 83zero (2005), http://www.happycampus.com/report-doc/3628776/, 18.10.11