[자연과학] [일반물리학실험] 힘의 평형 예비와 결과 보고서

[일반물리학실험] 힘의 평형

1. 실험제목

힘의 평형

2. 실험날짜

3. 실험목적

힘의 벡터 합성과 분해 그리고 여러 힘의 평형조건을 실험한다.

4. 실험원리

물체의 평형상태라 함은 물체가 원래 상태를 변함없이 계속 유지하고 있는 것을 의미하며, 정지 상태, 등속직선 운동 상태, 등속회전 운동 상태 등의 모든 경우를 뜻한다. 따라서 여러 힘을 받고 있는 물체가 평형상태에 있으려면 다음과 같은 두 가지 조건이 필요하다.
⑴ 제 1 평형조건: 선형적이 평형상태, 즉 정지 또는 등속직선 운동 상태를 유지하기 위해서는 모든 외력의 합이 0이 되어야 한다. 이를 수식으로 나타내면,
⑴
⑵ 제 2 평형조건: 회전적인 평형상태, 즉 정지 또는 등속회전 운동 상태를 유지하기 위해서는 임의의 축에 관한 모든 힘의 모멘트 즉 토크의 합이 0이 되어야 한다. 이를 수식으로 나타내면,
⑵
이 실험에서는 질점의 평형상태를 다루므로, 제 1평형조건만 만족하면 된다. 그리고 문제를 간단히 하기 위해서 모든 힘이 한 평면상에서 작용하도록 하였다. 한편, 벡터 합을 구하는 데는 …(생략)

5. 실험기구

① 힘의 합성대

② 추

③ 수준기

④ 그래프용지

6. 실험과정

7. 실험결과

138.6