본문/내용
제목 : 힘의 평형
목적
병진운동과 회전운동에 대한 평형조건을 알아본다. 합성대를 이용하여 몇 개의 힘이 평행이 되는 조건을 연구하고 도식법과 해석법으로 비교분석한다.
원리 및 이론
물체의 평형상태란 물체의 한 점에 두 개 이상의 힘이 작용하는데도 물체의 운동 상태의 변화가 없거나 정지해 있는 것을 의미하며, 정지 상태, 등속직선 운동 상태, 등속회전 운동 상태 등의 모든 경우를 뜻 한다.여러 힘을 받고 있는 물체가 평형상태가 되기 위해서는 두 가지 조건이 필요하다.
(1)병진평형조건 : 외력의 알짜힘이 반드시 영이어야 한다.
ΣF = 0
(2)회전평형조건 : 어떤 축에 대해서도 외력에 의한 알짜토크는 반드시 영이어야 한다.
Στ = 0
기구 및 장비
힘의 합성대
추
추걸이
수준기
도르래
그래프용지
방법 및 절차
(1)수준기를 사용해서 아래 그림과 같이 힘의 평형판이 수평이 되도록 조절나사 S를 돌려서 조정한다.
(2)임의의 질량을 한 추걸이에 올려놓고 나머지 추걸이에도 적당한 추를 달고 평형상태가 되도록 각도를 조정한다.
(3)평형이 이루어 졌는지를 확인하기 위하여 중앙의 가락지를 흔들어도 다시 중앙에 정지되는가를 확인하고, 각 추의 질량 ,, 와 각도를 ,, 들을 기록한다.
(4)같은 실험을 추의 질량을 바꾸어 가며 5회 실시한다.
(5)이상의 결과를 도식법과 해석법으로 구하여 실측치와 비교한다.