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힘의합성최종수정본

등록일 : 2012-04-10
갱신일 : 2012-04-10


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힘의합성최종수정본
1. 실험 제목
힘의 합성
2. 실험 목적
한 점에 작용하는 몇 개의 힘의 합성을 벡터 도형에 의하여 결정하고, 그 결과를 합성대를 이용하여 실험적으로 정확히 검토한다.
3. 실험 기구
① 힘의 합성대
② 수준기
③ 추걸이와 추
④ 그래프 용지와 각도기
4. 이론
여러 힘을 받고 있는 물체가 평형상태에 있으려면 다음과 같은 두 가지 조건을 만족해야한 다.
1) 제 1평형조건: ΣF = 0
선형적인 평형상태, 즉 정지 또는 등속직선 운동상태를 유지하기 모든 외력의 힘이 0이어 야 한다.
2) 제 2평형조건: Στ = 0
회전적인 평형상태, 즉 정지 또는 등속회전 운동을 유지하기 위해서는 임의의 축에 관한 모든 힘의 moment, 즉 torque의 합이 0이어야 한다. 이 실험에서는 질점의 평형상태를 다루므로 제 1조건만 만족하면 된다. 그리고, 문제를 간단하게 하기 위해서 모든 힘이 한 평면 위에서 작용하도록 하였다. 한편 벡터의 합...

1. 실험 제목
힘의 합성
2. 실험 목적
한 점에 작용하는 몇 개의 힘의 합성을 벡터 도형에 의하여 결정하고, 그 결과를 합성대를 이용하여 실험적으로 정확히 검토한다.
3. 실험 기구
① 힘의 합성대
② 수준기
③ 추걸이와 추
④ 그래프 용지와 각도기
4. 이론
여러 힘을 받고 있는 물체가 평형상태에 있으려면 다음과 같은 두 가지 조건을 만족해야한 다.
1) 제 1평형조건: ΣF = 0
선형적인 평형상태, 즉 정지 또는 등속직선 운동상태를 유지하기 모든 외력의 힘이 0이어 야 한다.
2) 제 2평형조건: Στ = 0
회전적인 평형상태, 즉 정지 또는 등속회전 운동을 유지하기 위해서는 임의의 축에 관한 모든 힘의 moment, 즉 torque의 합이 0이어야 한다. 이 실험에서는 질점의 평형상태를 다루므로 제 1조건만 만족하면 된다. 그리고, 문제를 간단하게 하기 위해서 모든 힘이 한 평면 위에서 작용하도록 하였다. 한편 벡터의 합을 구하는 방법에는 작도법과 해석법이 있다.
* 작도법에 의한 벡터의 합성


* 해석법에 의한 합성방법
에서 C의 크기는 간단히 벡터대수에 의해서 구할 수 있다.
C = A + B
|C|2 = C · C
= A · A + B · B + 2A · B
= |A|2 + |B|2 + 2|A||B| cos q
|C| = [|A|2 + |B|2 + 2|A||B| cos q]1/2
f = tan-1[|B|sinq / (|A|+|B|cosq)]
관계식을 만족한다.
5. 실험 방법
①. 합성대의 수평 확인은 수준기를 사용해서 합성대가 수평이 되도록 조절나사를 사용한다.
②. 먼저 임의의 질량을 추걸이에 올려놓고 나머지 추걸이에 적당한 추를 달고 각도를 조절하여 평형상태가 되도록 한다.
③. 평형이 이루어졌으면 이를 확인하기 위하여 중앙의 링을 흔들어서 다시 중앙에 정지하는지 확인하고, 추걸이에 달린 추의 질량과 각각의 각도를 기록한다.

위와…(생략)
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