[일물실] 일반 물리학 실험 '힘의 평형과 벡터 합성' 실험 결과 보고서

소개글

대학교 공과 수업 '일반물리학실험'에서 실험한 '힘의 평형과 벡터 합성' 실험 결과 보고서입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 원리
(1) 도식법에 의한 벡터 합성
(2) 해석법에 의한 합성

3. 실험기구 및 재료

4. 실험 방법

5. 측정값

6. 실험 결과

7. 결과에 대한 논의

8. 결론

9. 참고문헌 및 출처

본문내용

1. 실험 목적

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

2. 실험 원리

물체에 작용하는 외력의 합이 0이 되거나 회전력의 합이 0일 때 물체는 평형 상태에 있다고 한다. 물체의 평형을 논의할 때는 병진과 회전에 관한 평형을 동시에 고려하여야 한다. 따라서 일반적으로 물체의 평형 상태를 논의할 때는 다음과 같은 두 가지 조건을 만족하여야 한다.

- 병진 평형은 임의의 점에 대한 회전력의 합이 0이 되어야 한다. 즉 다음 조건을 만족하여야 한다.
sum _{i} ^{}{vec{F pile{#i}}}=0 (4.1)
이 식은 물체의 속도가 일정(혹은 0)함을 의미한다.

- 회전 평형은 임의의 점에 대한 회전력의 합이 0이 되어야 한다. 즉 다음 조건을 만족하여야 한다.
sum _{i} ^{} {vec{T pile{#i}}}=0 (4.2)
이 식은 각운동량이 일정(혹은 0)함을 의미한다.

<중 략>

4. 실험 방법

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

참고 자료

일반 물리학 실험 5판(부산대학교 물리학교재편찬위원회 지음, 청문각, 2019)