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힘의 평형실험(3)

등록일 : 2018-06-01
갱신일 : 2018-06-01


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힘의 평형실험(3)
2.힘의 벡터합성(힘의 평형실험)

1.실험의 목적

⇒힘의 합성 대를 이용하여 몇 개의 힘이 평형이 되는 조건을 연구하고, 이를 여러 가지 방법으로 비교 분석한다.
2.원리 및 이론

⇒물체가 여러 힘을 받고 있을 때, 힘의 평형을 이루려면 선형적인 평형상태 즉 정지나 등속 운동하는 상태를 유지하기 위해 모든 외력의 합이 0이어야 한다. 또한, 회전적인 평형상태, 즉 정지나 등속 운동하는 상태를 유지하기 위해 임의의 축에 관한 모든 힘의 합이 0이어야 한다.

지금 이 실험에서는 장력의 평형상태를 다루므로 평형대가 정지하는 것만 만족하면 된다. 또, 지금 하는 실험은 모든 힘이 한 평면에서 작용하는 경우이기 때문에 2차원에서 벡터의 합성을 구하는 방법만 알면 된다. 그 방법에는 기하학적 방법과 대수적인 방법이 있다.

기하학적인 방법에는 평행사변형 법과 삼각형 법이 있다.
평행사변형 법에서 벡터 A와 벡터 B의 합은 A, B를 두 변으로 하는 평행사변형의 대각선 (A, B와 같은 출발점을 가지는 대각선), 즉 벡터 C이다.
벡터 C=A+B=B+A 로 나타낼 수 있다.

3.실험 결과 및 분석
3-1측정치


회수
힘(N)
각도(°)
힘(N)
각도(°)
힘(N)
각도(°)

1
1.274
0
1.274
120
1.274
240
60
2
0.98
0
0.98
82.5
1.47
220
40
3
1.568
0
0.98
78
1.96
210
30
4
1.568
0
1.274
105
1.666
223.5
43.5
5
1.666
0
1.568
118
1.764
235
55
3-2계산

회수
실측값
작도값
계산값
계산값과의 상대오차 (%)
T

T`
`
T``
``
l1-T/T``l100
l1- / ``l100
1
1.27
60
1.27
60
1.27
59.9
2.22E-14(0)%
0.166944908%…(생략)

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