[자연과학] [물리학 실험] 힘의 벡터합성(힘의 평형실험)

힘의 벡터합성(힘의 평형실험) 1.실험의 목적 ⇒힘의 합성 대를 이용하여 몇 개의 힘이 평형이 되는 조건을 연구하고, 이를 여러 가지 방법으로 비교 분석한다. 2.원리 및 이론 ⇒물체가 여러 힘을 받고 있을 때, 힘의 평형을 이루려면 선형적인 평형상태 즉 정지나 등속 운동하는 상태를 유지하기 위해 모든 외력의 합이 0이어야 한다. 또한, 회전적인 평형상태, 즉 정지나 등속 운동하는 상태를 유지하기 위해 임의의 축에 관한 모든 힘의 합이 0이어야 한다. 지금 이 실험에서는 장력의 평형상태를 다루므로 평형대가 정지하는 것만 만족하면 된다. 또, 지금 하는 실험은 모든 힘이 한 평면에서 작용하는 경우이기 때문에 2차원에서 벡터의 합성을 구하는 방법만 알면 된다. 그 방법에는 기하학적 방법과 대수적인 방법이 있다. 기하학적인 방법에는 평행사변형 법과 삼각형 법이 있다. 평행사변형 법에서 벡터 A와 벡터 B의 합은 A, B를 두 변으로 하는 평행사변형의 대각선 (A, B와 같은 출발점을 가지는 대각선), 즉 벡터 C이다. 벡터 C=A+B=B+A 로 나타낼 수 있다. 3.실험 결과 및 분석 3-1측정치 추 회수 힘(N) 각도(°) 힘(N) 각도(°) 힘(N) 각도(°) 1 1.274 0 1.274 120 1.274 240 60 2 0.98 0 0.98 82.5 1.47 220 40 3 1.568 0 0.98 78 1.96 210 30 4 1.568 0 1.274 105 1.666 223.5 43.5 5 1.666 0 1.568 118 1.764 235 55 3-2계산 회수 실측값 작도값 계산값 계산값과의 상대오차 (%) T T` ` T`` `` l1-T/T``l100 l1- / ``l100 1 1.27 60 1.27 60 1.27 59.9 2.22E-14(0)% 0.166944908% 2 1.47 40 1.48 41…
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