[자연과학] [물리학실험] 토크 예비 및 결과 보고서

[물리학실험] 토크 예비 및 결과 보고서
▣ 목적
물체의 선운동에서 힘이 가속도의 원인이 되듯이 회전운동에서는 토크가 각가속도의 원인이 된다. 토크는 힘의 크기분만 아니라 회전의 중심으로부터 작용점까지의 거리와 각도의 함수인 물리량이다. 이 실험에서는 평형조건을 사용하여 토크에 기여하는 각 변수들의 효과를 검토한다.
▣ 이론
그림과 같은 배치에서 은 중심점 로부터 힘의 작용점 까지의 위치벡터이다. 의 효과에 따라 회전효과가 다르며, 이 회전효과를 모멘트라고 부른다.
를 지난 축에 대한 힘의 모멘트 팔은 의 작용선에 대한 로 부터의 수직거리()로 정의된다. 에 대한 힘의 모멘트는 와 모멘트 팔의 곱으로 정의되며, 그리스 문자 를 사용하여 다음과 같다.

(1)

(단위：Nm)

(2)

이 양을 토크 또는 힘의 모멘트라고 부른다. 토크는 특정한 축둘레를 따라 힘에 의하여 비틀리는 정도를 나타내는 양으로써 힘에 거리를 곱한 (Nm)의 차원을 갖는다.
식을 보면 알수 있겠지만 토크의 크기를 결정하는 변수는 , , 의 크기가 된다. 과 가 일정한 경우에 는 일 때 최대가 된다. 과…(생략)

(3)

(4)

(5)

91.6

52.7

①