부산대학교 일반 물리학실험A+ 힘의 평형과 벡터 합성

목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법
5. 측정값
6. 실험결과
7. 결과에 대한 논의
8. 결론

본문내용

1. 실험목적
힘 합성대를 이용하여 한 점에 작용하는 여러 힘들의 평형 조건을 알아보고 힘 벡터의 분해와 합성을 이해한다.

2. 실험원리
물체에 작용하는 외력의 합이 0이 되거나 회전력의 합이 0일 때 물체는 평형 상태에 있다고 한다. 물체의 평형을 논의 할 때는 병진과 회전을 동시에 고려하여야 한다. 따라서 일반적으로 물체의 평형 상태를 논의할 때는 다음과 같은 두 가지 조건을 만족하여야 한다.
⦁병진 평형은 물체에 작용하는 모든 힘의 합이 0이 되어야 한다. 즉 다음 조건을 만족하여야 한다.

< 중 략 >

3. 실험 기구 및 재료
힘 합성대, 추

4. 실험 방법
① 도르래와 추걸이를 그림 4-4와 같이 힘 합성대에 장치한다.
② 먼저 추걸이 A, B, C에 같은 질량을 올려놓은 후 각도를 조절하여 평형 상태가 되도록 맞춘다.
③ 평형이 이루어졌는지를 확인하기 위해서 평형판(실이 묶여 있는 중앙의 투명한 원판)이 합성대 원판의 중심에 있는지를 확인한다.(그림4-5)
④ 평형 상태가 확인되면 각 추의 질량과 실이 위치한 각도를 읽고 힘 사이의 각도를 계산하여 기록한다(그림 4-3 참고).
⑤ 추의 질량을 다르게 한 후 각도를 바꾸어 가며 평형 조건을 찾는다.
⑥ 측정 결과를 도식법과 해석법으로 구한 결과와 비교한다.

< 중 략 >

7. 결과에 대한 논의
도식법을 이용해서 합성한 힘()과 각()을 구해 보았다. 도식법을 사용하기 위해 무게를 비율에 맞춰 길이로 설정하고 자를 사용해 그렸다. 그리고 사잇각은 힘 합성대를 통해 구한 각을 각도기를 이용해 그렸다. 각도기와 자를 이용해 다각형법을 사용하여 합력을 그리고 그 각을 측정하였다. 도식법의 각과 길이를 측정할 때 이미 힘 합성대를 통해 구한 무게와 각도가 있어서 그 값들에 너무 측정값을 맞춰 측정한 것 같다.

참고 자료

일반물리학실험 5판, 부산대학교 물리학교재편찬위원회, 청문각