[자연과학] [물리학실험] 힘의 합성과 분해 예비 및 결과 보고서

[물리학실험] 힘의 합성과 분해 ▣ 목적 용수철 저울을 이용하여 여러 힘들이 한점에 작용할 때 평형력을 구함으로써 힘들을 합성하고 분해해 본다. 이 실험을 통하여 힘이 벡터의 덧셈규칙을 만족하는가 확인한다. ▣ 원리 Fig 1. 벡터의 성분 Fig.1 과 같이 2차원 평면 위에 있는 벡터 는 단위벡터 를 사용하여 로 표시한다. 는 벡터 의 성분이라 하며 , , 의 관계가 있다. 벡터의 덧셈에서 이라면 의 관계가 성립한다. Newton의 제 2법칙 는 벡터인 가속도를 사용하여 힘을 정의 함으로써 힘은 벡터임을 말하고 있으나 자연계에 실제로 존재하는 힘이 벡터인가는 실험을 통해 검증하여야 하는 명제이다. Fig 2. 힘의 평형 힘이 벡터의 덧셈규칙을 만족하는가를 보기위하여 힘 가 평형을 이루는 조건에서 를 측정하여 의 합벡터(합력) 을 벡터 덧셈공식을 사용하여 구하면 , , 와 같이 구할 수 있다. 만익 과 이 측정값으로부터 구한 와 같다면 를 보이게 되는 것이 되고 자연계에서 힘 가 동시에 작용한 효과(합력)가 벡터의 덧셈으로 구한 과 같다는 것을 증명하는 것이 된다. 일반적으로 어떤점에 가해진 여러 개의 힘의 효과는 힘의 벡터 합과 같은 효과를 갖는다. 이 중요한 원리를 힘의 중첩의 원리라고 부른다 그러나 실제의 실험에서는 마찰력 등에 의한 오차를 배제할 수 없기 때문에 이 성립함을 완벽하게 보일 수는 없고, 몇 %의 오차내에서 성립하는가를 말할 수 있게 된다. 힘의 개념은 우리에게 두 물체 사이 또는 물체와 그 환경과의 상호 작용을 양적으로 설명해 준다. 눈에 빠져 있는 차를 밀 때, 그것에 힘을 가한다. 기관차는 끌거나 밀리고 있는 기차에 힘을 작용한다. 그리고 강철선은 공사장에서 그것이 들어 올리고 있는 빔에 힘을 가한다. …
힘의 개념은 우리에게 두 물체 사이 또는 물체와 그 환경과의 상호 작용을 양적으로 설명해 준다. 눈에 … [참고문헌] 결과보고서 [1] 측정값 실험 1 (Kg) 1