[자연과학] 일반물리학 실험 - 힘의 합성

힘의 합성

1. 목적
한 점에 작용하는 몇 개의 힘의 합성을 벡터 도형에 의하여 결정하고, 그 결과를 합성대를 이용하여 실험적으로 정확히 검토한다.

2. 기구
힘의 합성대, 추, 삼각자, 각도기

3. 이론
물체의 한 점에 방향이 다른 여러 개의 힘이 동시에 작용할 때 이 여러 개의 힘들과 동등한 한 개의 힘을 합력이라 하며 이 합력을 구하는 것을 힘의 합성이라 한다. 또 이 힘과 크기가 같고 방향이 반대인 힘을 반합력이라 한다. 따라서 이 반합력과 처음의 힘들은 평형을 이루게 되며 합성하면 합력은 영으로 된다.
한 점에 작용하는 여러 개의 힘이 평형을 이루면 그 힘들의 벡터합은 영이 되어야 한다. 즉 이 힘 벡터들은 다각형을 이루어야 한다. 한편 평형 사변형법으로 힘을 합성할 수 있고 합성의 반대 절차를 분해라고 한다. , , 를 한 점 에 작용하여 평형을 이루는 3개의 힘이라면 는 힘 , 의 반합력이고, 힘 이 , 의 합력이면 와 크기가 같고 방향이 반대이므로 평형을 이룬다. 따라서

(1)

이며 각 는 다음의 관계를 만족한다.

(2)

4. 방법
a) 힘의 합성대를 수평하…