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힘의평형 (4)

등록일 : 2018-06-18
갱신일 : 2018-06-18


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힘의평형 (4)
1.목적
힘평형장치를 이용하여 여러 힘들의 평형이 되는 조건과 힘의 분해와 합성에 대해서 알아본다.

2.원리

1)힘의 평형
힘의 평형이란 물체에 몇 개의 힘이 가해졌을 때 그 물체가 원래의 상태를 그대로 유지하고 있는 것을 말하는데 정지상태, 등속직선상태, 등속회전운동상태 등이 여기에 속한다.
힘들이 평형이 되기 위해서는 선형적 평형상태와 회전적 평형상태 모두 만족해야한다.

2)힘의 합성
힘의 합성이란 동시에 작용하는 이들 힘이 합쳐져 하나의 힘처럼 나타나는 것이다.

①평행사변형법
두 힘이 어느 정도 각도를 이루며 작용하고 있으면 두 힘을 벡터로 나타내면서 서로의 꼬리를 한 점에 일치시킨다. 그 다음, 두 벡터를 평행사변형의 두 변으로 하는 평행사변형을 그린다. 그리고 평행사변형의 대각선을 긋는다. 그러면 이 대각선이 두 힘의 합력이다.(그림2)

②다각형법
셋 이상의 힘을 벡터로 나타냈을 때 첫 번째 벡터의 머리에 두 번째 벡터의 꼬리를 일치시...

1.목적
힘평형장치를 이용하여 여러 힘들의 평형이 되는 조건과 힘의 분해와 합성에 대해서 알아본다.

2.원리

1)힘의 평형
힘의 평형이란 물체에 몇 개의 힘이 가해졌을 때 그 물체가 원래의 상태를 그대로 유지하고 있는 것을 말하는데 정지상태, 등속직선상태, 등속회전운동상태 등이 여기에 속한다.
힘들이 평형이 되기 위해서는 선형적 평형상태와 회전적 평형상태 모두 만족해야한다.

2)힘의 합성
힘의 합성이란 동시에 작용하는 이들 힘이 합쳐져 하나의 힘처럼 나타나는 것이다.

①평행사변형법
두 힘이 어느 정도 각도를 이루며 작용하고 있으면 두 힘을 벡터로 나타내면서 서로의 꼬리를 한 점에 일치시킨다. 그 다음, 두 벡터를 평행사변형의 두 변으로 하는 평행사변형을 그린다. 그리고 평행사변형의 대각선을 긋는다. 그러면 이 대각선이 두 힘의 합력이다.(그림2)

②다각형법
셋 이상의 힘을 벡터로 나타냈을 때 첫 번째 벡터의 머리에 두 번째 벡터의 꼬리를 일치시키고, 두 번째 벡터의 머리에 세 번째 벡터의 꼬리를 일치시킨다. 계속 이런 방법으로 모든 힘의 벡터를 다 그렸을 때, 첫 번째 벡터의 꼬리에서 맨 마지막 벡터의 머리를 향하는 벡터를 그린다. 이 벡터가 셋 이상의 힘의 합력이다.(그림3)

③해석법
두 벡터의 합은 sin과 cos의 삼각법칙을 이용하여 해석적으로 구할 수 있다.
=+
2 =
= + + 2
=||2 + ||2 + ||||cosθ
||=[||2 + ||2 + ||||cosθ]1/2
그 각 θ는 와의 사이 각이고, 합력의 방향각은 φ이며

tanφ=

φ =

가 된다.

힘 , 와 또 하나의 힘 가 평형을 이루기 위해서는 힘 ,의 합력 과 크기가 같고 방향이 반대인 힘 를 작용시켜 이룰 수 있다.

3.장치
힘평형장치, 추, 그래프용지, 수평계

4.실험 …(생략)

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