6차 토오크평형 예비

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토오크의 평형


1. 실험목적
물체가 역학적 평형을 유지할 때 물체가 받는 모든 힘과 토오크의 총합은 0 이 됨을 확인하고 물체의 평형조건을 이해한다.
2. 원 리
물체와 물체 사이의 상호작용의 형태로 자연계에는 중력, 전자기력, 약력, 강력의 4가지 종류의 기본적인 힘이 존재하는 것으로 알려져 있다. 맞닿은 물체와 물체 사이에 가해지는 힘도 전자기 힘의 한 예이다. 힘은 또 물체의 운동(상태)에 변화를 일으키는 요인으로 힘이 가해지지 않은 물체는 운동 상태에 변화가 일어나지 않고, 정지된 물체에 가해진 총 힘은 0 이다. 여러 힘이 한 곳에 작용할 때, 그 질점 또는 물체의 각 부분이 나란한(병진) 운동과 회전 운동의 상태가 변화하지 않는 경우, 이 여러 힘은 평형을 이루고 있다고 말한다.
물체가 평형을 이루는 조건은
① 가해진 총 힘 : Ftot = ∑Fi = 0☜ 병진운동 상태가 변하지 않을 조건
② 총 토크 : τtot = ∑τi = ∑(ri ×Fi) = 0☜ 회전운동 상태가 변하지 않을 조건
이다. 여기서 ri는 임의의 원점으로부터 힘 Fi가 가해지는 곳까지의 변위이다.

회전축으로부터 d 만큼 떨어진 점에 힘 F가 작용할 때 이 힘에 의한 토오크는 다음과 같다.

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