[자연과학] 물리실험 - 힘의 분해

1. 목적

여러 개의 외력을 받고 있는 물체가 평형 상태에 있을 때에 평형 조건을 실험하여 힘의 합력과 평형력을 알아본다. 또한 이와 반대로 합했을 때 원해 힘과 동일한 효과를 갖는 두 개의 힘을 찾아낸다.

2. 이론 및 원리

힘은 여러 개의 임의의 분력으로 분해할 수도 있다. 힘의 분해는 힘을 합성하는 반대 과정을 따르면 된다.
밑의 그림은 F 라는 힘 벡터를 F 와 F 의 두 분력벡터로 분해한 것을 보여주고 있다. 우리는 앞으로 계산상의 편의를 위해 혹은 힘이 물체에 가하는 영향을 이해하기 위해 종종 힘을 분해하게 된다. 그리고 분해를 할 때에는 일반적으로 좌표축을 도입해서, 좌표축과 일치하는 방향으로 힘을 나누게 된다.
3. 기구 및 장치

실험 판, 도르래, 각도기, 질량 추, 용수철 저울, 질량 걸이, 끈

4. 실험방법

1) 밑의 그림에서처럼 도르래를 이용하여 분해하고자 하는 힘의 방향을 결 정한다. 용수철은 도르래를 이용하여 X 방향으로 향하게 조정한다. 포스 링에 직접 두 번째 질량 걸이를 매달고 추를 올려놓는다. 힘 벡터의 X 성분을 조정하기 위해 용수철저울을 도르래로부터 가까이나 멀리 당긴 다. 힘…