[자연과학] 일반물리학 실험 - 도르래(pulley) 실험 결과

실험제목 도르래(pulley) 실험 결과 1. 실험목적 작은 힘을 큰 힘으로 바꾸는 도르래의 배열과 원리 및 종류와 배열에 따른 차이를 대해 알아보고, 어떻게 도르래가 힘을 적게 들여 일을 하는 가를 실험을 통해 알아본다. 2. 실험원리 1)도르래 바퀴에 줄이나 쇠사슬 따위를 걸어 힘이 작용하는 방향을 바꾸는 장치로서 물건을 위 아래로 쉽게 오르내리도록 만들어진 도구. 2)도르래의 종류 고정도르래: 바퀴의 축이 고정된 형태의 도르래. 힘의 방향만 바꾸어준다. 움직도르래: 바퀴의 축이 이동할 수 있는 형태의 도르래. 힘의 방향은 변함이 없고 힘을 반으로 줄여 준다. 복합도르래: 고정 도르래와 움직도르래를 복합적으로 연결한 형태. 도르래를 이용하면 지레를 이용할 때와 마찬가지로 작은 힘으로도 무거운 물체를 들어 올릴 수 있다. 이때도 지레와 마찬가지로 힘이 절약된 만큼 비례하여 물체가 움직인 거리보다 물체를 들어올리기 위해 끈을 당기는 거리가 늘어난다. 고정도르래는 끈을 도르래에 걸쳐서 사용한다. 이때는 물체가 올라간 거리와 줄을 당기는 길이가 같으며 장력은 무게와 같다. 그러므로 힘이 달라지지 않는다. 물체를 들어 올리려면 물체의 무게와 같은 크기의 힘이 필요하다. 이와 같이 고정 도르래는 단지 힘의 방향을 바꿔주는 역할만 하며 줄을 비스듬한 방향으로 당겨도 장력은 변하지 않는다. 움직도르래를 쓰는 경우에는 물체가 올라간 거리와 줄을 당기는 길이가 같지 않다. 움직도르래를 하나 쓰면 물체는 반으로 접혀서 두 가닥이 된 도르래에 매달리므로 당겨야 하는 줄의 길이는 물체가 올라간 거리의 두 배가 된다. 단 물체를 들어 올리는데 필요한 힘이 절반으로 준다. 나머지 절반의 힘은 천칭에 매달린 줄을 통해 천청이 지지한다. 움직도르래가 두 개 들어간 경우에는 당겨야 하는 줄의 길이가 물체를 들어 올리는 높이의 4배로 되고 필요한 힘은 물체 무게의 1/4이 된다. 3)도르래가 하는 일 일(work: W) 작용한 힘과, 그 힘의 …
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