[일반물리학실험]질점의 평형 - force table 사용

소개글

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항
7. 참고 문헌

본문내용

실험 목적
힘의 벡터 합성과 분해 그리고 여러 힘의 평형 조건을 실험한다.

실험 이론 및 원리
실험 배경
물체의 평형상태라 함은 물체가 원래의 상태를 변함없이 계속 유지하고 있는 것을 의미하며, 정지상태, 등속직선 운동상태, 등속회전 운동상태 등의 모든 경우를 뜻한다. 따라서, 여러 힘을 받고 있는 물체가 평형상테에 있으려면 다음과 같은 두 가지 조건이 필요하다.
평형상태의 조건은
제 1평형조건 : 선형적인 평형상태, 즉 정지 또는 등속직선 운동상태를 유지하기 유해서는 모든 외력의 합이 0이 되어야 한다, 이를 수식으로 나타내면,
ΣF=0
제 2 평형조건 : 회전적인 평형상태, 즉 정지 또는 등속회전 운동상태를 유지하기 위해서는 임의의 축에 관한 모든 힘의 모멘트, 즉 토크의 합이 0이 되어야 한다. 이를 수식으로 나타내면,
Στ=0
이 실험에서는 질점의 평형상태를 다루므로, 제 1 평형조건만 만족하면 된다. 그리고 문제를 간단히 하기 위해서 모든 힘이 한 평면상행서 작용하도록 하였다. 한편, 벡터합을 구하는데는 작도법(또는 도식법)과 해석법이 있다.

작도법에 의한 벡터 합성
그림 (a) 와 같은 OA와 OB의 합을 구해보자. 이들의 벡터합 또는 합력 R은 그림 (b)와 같이 두 벡터를 한 쌍의 변으로 하는 평행사변형을 그려서 두 벡터가 만나는 점으로부터 평행사변형의 대각선을 그림으로써 구한다. 이 대각선 백터 R은 두 벡터의 합으로서 합력의 크기와 방향을 나타낸다.

두 개 이상의 벡터들의 합력을 구할 때는 다각형법을 이용하는데, 이것을 그림 1(c)에서 보여주고 있다. 처음에 벡터 A의 화살표 끝에서 벡터 B를 그린다. 그리고 나서 벡터 B의 화살표 끝에서 다시 벡터 C를 그렸을 때 벡터 A의 시작점으로부터 벡터 B의 끝을 연결한 벡터 R은 벡터 A와 벡터 B의 합벡터가 되고 A벡터의 시작점으로부터 벡터 C의 끝을 연결한 벡터 R’은 벡터 A, B, C 의 합이 된다. 같은 방법으로 여러 개의 벡터합을 구할 수 있다.

참고 자료

일반물리학 실험, 서울과학기술대학교 물리실험실, 북스힐