물리실험 힘의평형

힘의 평형 실험 [힘의 합성대] □ 목 적 힘의 합성대를 이용해서 3개의 힘이 평형이 되는 조건을 구하고, 이를 도식법과 해석법으로 비교 분석한다. 그리고 평형의 조건을 이용하여 양팔 저울로 실제 휴대폰의 무게를 측정하여 벡터의 합과 차를 이해한다. □ 이 론 물체의 평형상태라 함은 물체가 원래의 상태를 변함없이 계속 유지하고 있는 것을 의미하고, 정지상태, 등속 운동 상태등의 모든 경우를 뜻한다. 따라서 여러 힘을 받고 있는 물체가 평형상태에 있으려면 다음과 같은 두 가지 조건이 필요하다. ⑴ 제 1 평형 조건 : 선형적인 평형상태, 즉 정지 혹은 등속 직선 운동상태를 유지하기 위해서는 모든 외력의 합이 0이 되어야 한다. ⑴ 제 2 평형 조건 : 회전적인 평형상태, 즉, 정지 또는 등속 회전 운동상태를 유지하기 위해서는 임의의 축에대한 모든 힘의 모멘트, 즉 토크의 합이 0이 되어야 한다. 힘과 같이 크기와 방향을 나타내는 벡터의 합성은 다음과 같은 방법으로 구할 수 있다. ⑴ 도식법에 의한 벡터 합성 두 벡터 , 에 대하여 합을 구하는 도식법은 와 를 서로 다른 두 변으로 하는 평행 사변형을 그려 그 대각선의 크기와 방향을 두 벡터의 합으로 구할 수 있다. 벡터가 3개 이상 존재하는 경우 두 개씩 평행사변형을 그려 힘의 합력을 구할 수 있다. ⑵ 해석법에 의한 방법 해석법에 의한 방법은 삼각함수에서 cosine 정리를 이용하거나 좌표계를 그려서 나타나는 각 성분별로 더하는 방법이 있다. 위의 그림에서 합 벡터 R의 크기와 방향각 ψ는 다음과 같이 구할 수 있다. =, tan= □ 추가 이론조사 : 벡터(정의, 합/차 구하는 방법) □ 기구 및 장치 ⑴ 힘의 합성대 ⑵ 고리와 실 ⑶ 추걸이와 추 □ 실험 방법 ⑴ 수준기를 사용하여 합성대의 조절 나사로 수평을 조절한다. ⑵ 임의의 질량을 갖는 추를 추걸이 A에 올려놓고 나마지 추걸이 B, C에 적당히 추…
⑵ 임의의 질량을 갖는… A B