[일반물리학]힘의 평형 결과

소개글

힘의 평형 결과 리포트 입니다.
10점 만점에 10+1점 받았습니다.
제가 올린 예비 리포트도 참고하시면 좋습니다.

목차

없음

본문내용

벡터합을 나타낸 두 번째 그래프의 원점 부근을 보면 2번과 3번 실험에서 폐곡면을 이루지 않고 있다. 이것은 벡터 합이 0이 아님을 의미한다. 벡터합이 0인 경우 위의 그림처럼 각 벡터의 머리와 꼬리를 연결했을 때 그 끝이 맞아 떨어져야한다.

실험을 할 때 눈으로 중심축과 링을 맞춘 후 실을 튕겨보고 평형 상태를 유지함을 확인 하였지만, 계산 결과 벡터합이 0이 나오지 않았기 때문에 엄밀히 말하자면 평형이 아닌 것이다. 실험1의 경우 동일한 무게의 추를 걸었기 때문에 세 장력이 평형을 이루려면 세 대각의 크기가 120도로 같아야 한다는 대수적인 결과를 이용하여 실험을 하였기 때문에 계산 값에 오차가 없다.(벡터합이 0이다)

두 번째 세 번째 실험에서 오차로는 나오는 이유는 첫째로 force table의 수평이 잘 맞지 않았을 경우를 들 수 있다. 실험 전에 주의 깊게 수평과 수직을 맞추기는 했지만 어느 정도 오차가 있을 수 있다. 두번째 이유로는 축과 가락지 사이의 force table의 축을 가락지의 정 중앙에 넣을 수 있었는가 하는 문제이다. 축과 가락지 사이의 간격이 비교적 넓었기 때문에 완벽하게 중앙에 오게 하기는 어려울 수 있다. 우측의 그림에서 볼 수 있듯이 중앙에서 가락지가 조금만 벗어나도 평형에서 어긋나기 때문에 축과 가락지 사이의 간격을 일정하게 유지하는 것이 중요하다. 축을 조금 더 가늘게 하고 가락지의 크기도 조금 더 작게 만든 다면 한 층 더 정교한 실험이 가능할 것이다.

또한 실험에 쓰인 실이 방적과정상 비틀림에 제조되었기 때문에 비틀림탄성이 작용하여 추가 맴돌게 되고 작은 값이지만 실험에 영향을 줄 수 있다. 또한 실과 도르래의 마찰, 도르래 자체의 마찰이 있기 때문에도 평형으로 오인하게 되는 문제가 생길 수 있다. 이를 해결하기 위해 꼬일 염려가 없고 마찰이 작은, 가벼운 낚시줄을 이용하는 것도 한 방편이 될 수 있다.

참고 자료

1. http://www.glenbrook.k12.il.us/gbssci/phys/Class/vectors/u3l3a.html
2. http://www.ap.stmarys.ca/demos/content/mechanics/force_table/force_table.html
3. http://quantum.soe.widener.edu:302/force_table__exp2.htm
4. D. Halliday, Fundamentals of Physics 7/e : John Wiley & Sons (2005)
5. P. A. Tipler, 물리학 : 청문각 (2005)