[자연과학] 일반 대학 물리학 test(실험) - 힘의 평형과 합성
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작성일 20-06-12 17:03
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첫 번째로 병진평형조건으로 물체에 작용하는 모든 힘의 합이 영이 되어야 한다. 하지만 본 실험은 한 질점에 작용하는 세 힘의 평형을 고려하므로 병진 평형 조건만 고려하면 된다
따라서 힘의 평형 조건을 통해 백터의 분해와 합성을 작도법과 해석법을 통해 볼 수 있다
- 도식법
벡터량은 크기와 방향을 동시에 갖는 양으로, 두 벡터 와 의 뎃셈은 이고,
A
B
R = A + B
[그림 1] 두 벡터의 기하학적인 벡터의 합성(작도법)
[그림 1]처럼 기하학적으로 나타낼 수 있다
O
x
y
A
[그림 2] 벡터의 component 표시
- 해석법
벡터는 [그림 2]처럼 각 방향의 component벡터로 표시되어진다.
이론(理論)
물체에 작용하는 힘은 벡터량으로 크기와 방향을 갖는 물리량이며 병진운동과 회전운동을 일으키는 요인이 된다 따라서 병진운동을 일으키는 힘을 , 회전운동을 일으키는 힘을 토크라 부르며 로 표시하자. 물체가 평행상태를 유지하려면 병진운동과 회전운동의 change(변화)가 없는 상태로써, 외부에서 물체에 작용하는 힘과 토크의 effect가 없는 상태가 유지되어야 한다. 따라서 물체가 평행상태에 잇을 조건으로는 병진평형과 회전평형 상태가 동시에 만족되어야 한다.
일반적으로 물체의 평형상태는 위의 두 조건을 동시에 만족하는 상태이다. 따라서 두 벡터의 합을 [그림 2]과 같이 삼각법칙을 이용해서 해석적으로 구할 수 있다
F
[그림 3] 해석법에 의…(省略)
실험결과/물리
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다.
두 번째로는 회전평형조건으로 물체에 작용하는 모든 토크의 합이 영이 되어야 한다.
이 식은 물체의 속도가 일정하게 유지되는 상태이다. 힘의 평형과 합성
목적
힘의 평형장치를 이용하여 한 점에서 작용하는 다른 세 힘이 합성되어 합이 0이 되는 조건을 벡터도형을 통해 알아보고, 그 결과를 해석법과 도식법으로 비교分析(분석)하여 확인한다. 만일에 정지한 물체는 정지된 상태에 놓이는 것이다.
이 식은 각운동량이 일정하게 유지되는 상태이다.
여기서 는 x와 y축의 단위벡터이다.
