힘의 평형

소개글

일반물리학 실험1의 인터페이스와 버니어 캘리퍼스 A+ 받은 레포트입니다.
프리 레포트와 메인 레포트가 함께 들어있고 참고문헌까지 정확합니다.
지난 몇년간 내려온 A+ 족보들과 제가 덧붙인 내용으로
시간과 정성을 들여 작성한 것이므로 가격이 아깝지 않을만큼 하나하나 알찬 내용 보장합니다~

목차

1. 실험목적
2. 이론
3. 실험장치 및 기구
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 결과분석
7. 토의
8. 참고

본문내용

1. 목적
힘의 벡터 합성과 분해 그리고 여러 힘의 평형 조건을 실험하여 실생활에 응용할 수 있는 능력을 기른다.

2. 이론
물체의 평형상태라 함은 물체가 원래의 상태를 변함없이 계속 유지하고 있는 것을 의미하며, 정지상태, 등속직선 운동상태, 등속회전 운동상태 등의 모든 경우를 뜻한다. 따라서 여러 힘을 받고 있는 물체가 평형상태에 있으려면 다음과 같은 두 가지 조건이 필요하다.

평형상태의 조건은
(1) 제 1 평형조건 : 선형적인 평형상태, 즉 정지 또는 등속직선 운동상태를 유지하기 위해서는 모든 외력의 합이 0 이 되어야 한다. 이를 수식으로 나타내면,
ΣF = 0
(2) 제 2 평형조건 : 회전적인 평형상태, 즉 정지 또는 등속회전 운동상태를 유지하기 위해서는 임의의 축에 관한 모든 힘의 모멘트, 즉 토크의 합이 0이 되어야 한다. 이를 수식으로 나타내면,
Στ = 0

이 실험에서는 질점(질량 중심점)의 평형상태를 다루므로, 제 1 평형조건만 만족하면 된다. 그리고 문제를 간단히 하기 위해서 모든 힘이 한 평면상에서 작용하도록 하였다. 한편, 벡터합을 구하는 데는 도식법(또는 작도법)과 해석법이 있다.

1) 도식법에 의한 벡터합성
[그림1]과 같은 OA 와 OB의 합을 구해보자. 이들의 벡터합 또는 합력 R 은 [그림2]와 같이 두 벡터를 한 쌍의 변으로 하는 평형사변형을 그려서 두 벡터가 만나는 점으로부터 평형사변형의 대각선을 그림으로써 구한다. 이 대각선 벡터 R 은 두 벡터의 합으로써 합력의 크기와 방향을 나타낸다.

두 개 이상의 벡터들의 합력을 구할 때는 다각형법을 사용하는데. 이것을 [그림 3]에서 보
여주고 있다. 처음에 벡터 A의 화살표 끝에서 벡터 B를 그린다. 점 O에서 벡터 B의 작용점을 이으면 벡터 A와 벡터 B의 합력인 R′이 된다. 다시 벡터 A의 작용점과 벡터 B의 화살표 끝에서 다시 벡터 C를 그렸을 때 벡터 A의 시작점으로부터 벡터 C 의 끝을 연결한 벡터 R 은 벡터 A , B, C의 합이 된다.

참고 자료

디지털 장비 중심의 일반물리실험/홍경희 외 5명/청문사/2005/p.37~41
일반물리학/정경택, 김태홍/청문사/1998/p.67~73
일반물리학 7판/Halliday 외/범한서적/2006/p.p. 26, 33