자연과학 일반물리학 실험 – 힘의 평형과 합성 | 문서저장

1. 목적

힘 평형장치를 이용하여 여러 힘들의 평형이 되는 조건과 힘의 분해와 합성에 대해서 알아본다.

2. 원리

힘의 평형이란 물체에 몇 개의 힘이 가해졌을 때 그 물체가 운래의 상태를 그대로 유지하고 있는 것을 말하는데 정지상태, 등속직선상태, 등속회전운동상태 등이 여기에 속한다. 따라서 여러 힘을 받고 있는 물체가 평형상태에 있으려면 다음과 같은 선형적 평형상태와 회전적 평형상태, 두 가지 조건을 만족해야 한다.

(1) 선형적 평형상태
∑F 〓 0

(2) 회전적 평형상태
∑τ 〓 0

하지만 본 실험은 한 입자(질점)에 작용하는 세 힘의 평형을 생각하므로 선형적 평형상태만을 만족하면 된다. 그리고 실험을 간단히 하기 위해 모든 힘이 한 평면상에서 작용하도록 하였다. 또한 힘은 벡터량으로 힘의 평형 조건은 벡터의 분해와 합성으로 구할 수 있고 여기에 작도법과 해석법을 적용한다.

1) 작도법에 의한 벡터 합성
밑 그림에