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[자연과학]물리실험 - 힘의평형과 합성

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작성일17-12-07 10:55

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즉, 두 힘의 작용점을 작용선 위에서 아무 곳에나 이동시켜도 된다된다.

평형을 이룰 때 두 힘의 합이 나머지 한 힘과 크기가 같고, 방향이 정반대이며 같은 작용선상에 있는 경우와 세 힘을 평행이동 했을 때 폐삼각형이 되는 경우가 있다.
②추를 추걸이에 올려놓기 전에 도르래의 회전축이 원판과 평행이 되도록 고정 시키고 도르래가 마찰 없이 가볍게 움직이는지 확인한다. (추걸이의 질량도 포함)
⑥같은 실험을 추의 질량과 각도를 바꾸어 가며 과정 ③,④,⑤를 반복한다.
⑤평형상태가 확인되면 추의 질량과 각도를 기록한다. 그리고 이들의 벡터합 또는 합력 (A+B)는 두 벡터를 한 쌍의 변으로 하는 평행사변형을 그려서 두 벡터가 만나는 점으로부터 대각선을 그리거나 첫째 벡터 머리에 둘째 벡터 꼬리를 놓으면 이것이 두 벡터의 합이 되어 합력의 크기와 방향을 나타내게 된다된다.
두 개 이상의 힘의 합력을 구할 때는 [그림 2-2]와 같이 다각형법을 이용하여 합력을 구한다.

① 두 힘의 평형

동일 작용선상에서 두 힘이 크기가 같고 방향이 반대이면 평형을 이룬다.

2) 해석법에 의한…(skip) 벡터 합성
두 힘 A와 B가 이루고 있는 각을 라 하면, 두 힘의 합 (A+B)는 sine과 cosine의 삼각법칙을 의해


와 같이 되며 주어진 각 는

가 된다된다.

평형을 이룰 때 두 힘의 합이 나머지 한 힘과 크기가 같고, 방향이 정반대이며 같은 작용선상에 있는 경우와 세 힘을 평행이동 했을 때 폐삼각형이 되는 경우가 있다.
4.실험기구 및 장치
힘평형장치(force table), 추, 그래프용지, 수평계

5.실험방법
①수평계를 이용하여 힘평형장치가 수평이 되도록 아랫부분의 수평조절나사를 돌려 맞춘다.
이것을 식으로 나타내면 다음과 같다.

3.실험원리
1)작도법에 의한 벡터 합성
[그림2-1]에서 벡터 A와 B는 각각 힘의 크기와 방향을 나타낸다. 그리고 세 힘이 평형상태에 있다면 이들 각각 힘의 크기와 그 사이의 각은 다음과 같은 관계식을 만족한다. 예를 들면 비행기가 수평으로 나는 것은 날개의 양

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다. 즉, 두 힘의 작용점을 작용선 위에서 아무 곳에나 이동시켜도 된다된다. 이렇게 평형을 이루면 (힘의 합력이 0이다.
7.응용분야
비행기에 작용하는 힘
비행기가 하늘을 나는 것은 네 가지의 힘이 서로 상호작용하기 때문이다 그것은 양력, 중력, 항력, 추력이다.) 물체에 대한 힘의 efficacy는 물체에 힘이 작용하지 않는 것과 같다.

② 세 힘의 평형

물체의 한 점에 세 힘 가 작용하여 합력이 0이 될 때 세 힘이 평형이 되었다고 한다.
③ 여러 가지...

1.theory
힘의 평형(힘의 平衡, force equilibrium)
물체에 여러 가지 힘이 작용하고 있을 때, 합력(合力: Net force)이 0인 경우 힘이 평형을 이루고 있다고 말한다. 즉, 각 성분의 힘의 합력이 0일 때 평형이 된다된다.
이것을 식으로 나타내면 다음과 같다. 이 때 두 힘의 작용점이 일치하지 않아도 작용선만 일치해도 평형 상태는 유지된다된다.
[자연과학]물리실험 - 힘의평형과 합성

실험결과/물리
1.theory
힘의 평형(힘의 平衡, force equilibrium)
물체에 여러 가지 힘이 작용하고 있을 때, 합력(合力: Net force)이 0인 경우 힘이 평형을 이루고 있다고 말한다.

② 세 힘의 평형

물체의 한 점에 세 힘 가 작용하여 합력이 0이 될 때 세 힘이 평형이 되었다고 한다.
④평형이 잘 이루어졌는지를 확인하기 위해서 중앙의 가락지를 흔들어 가락지가 다시 중앙에 되돌아오는지 확인한다.
③임의의 추를 추걸이 A와 B에 올려놓고 적당한 각도를 유지시키면서 추걸이 C에 적당한 추를 올려놓고 각도를 조절하여 평형상태가 되도록 맞춘다. 그렇지 않으면 정확한 측정(測定) 값을 구할 수 없어 실험결과에 오차가 생기게 된다된다.
⑦측정(測定) 결과를 작도법과 해석법으로 구한 결과와 비교해 본다. 이 힘들을 방향으로 분해해서 합력을 구해도 된다된다. 이렇게 평형을 이루면 (힘의 합력이 0이다.

2.실험목적
힘평형장치를 이용하여 여러 힘들의 평형이 되는 조건과 힘의 분해와 합성에 대상으로하여 알아본다. 그리고 도르래의 회전축이 원판과 평행이 되도록 고정시키고 도르래가 마찰이 없이 가볍게 움직이는지 확인한다.
벡터(vector)
크기와 방향을 가지고 있는 양으로써 두 가지 정보를 모두 표현할 수 있는 화살표로 나타낸다.
6.실험 시 주의사항
힘평형장치가 수평이 되도록 정확히 조절한다.) 물체에 대한 힘의 efficacy는 물체에 힘이 작용하지 않는 것과 같다.

① 두 힘의 평형

동일 작용선상에서 두 힘이 크기가 같고 방향이 반대이면 평형을 이룬다.
두 힘 A, B와 또 하나의 힘 C가 평형을 이루기 위해서는 같은 평면 위에서 세 힘의 합이 0 이어야 하고 이는 C〓-(A+B)를 만족해야한다. 이 때 두 힘의 작용점이 일치하지 않아도 작용선만 일치해도 평형 상태는 유지된다된다. 즉 앞에서 구한 두 힘의 합과 C는 서로 크기는 같고 방향이 반대인 힘이 되어야 한다.
③ 여러 가지 힘의 평형

물체의 한 점에 작용하는 힘들의 합력이 0일 때이다.

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