힘의합성예비

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 만족해야한다.

1) 제 1평형조건: ΣF = 0

선형적인 평형상태, 즉 정지 또는 등속직선 운동상태를 유지하기 모든 외력의 힘이 0이어야 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 합성…(생략)

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.

④

⑤. 이상의 결과를 작도법과 해석적으로 구하여 측정치와 비교한다.

6. 참고 문헌