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힘의 합성실험 레포트


설명

힘의 합성


목 적 한 점에 작용하는 몇 개의 힘의 합성을 벡터 도형에 의하여 결 정하여, 그 결과를 합성대를 이용하여 실험적으로 정확히 검토 한다.

이 론 물체의 한 점에 방향이 다른 여러 개의 힘이 동시에 작용할 때 이 여러 개의 힘들과 동등한 한 개의 힘을 합력이라 하며 이 합력을 구하는 것을 힘의 합성이라 한다. 또 이 힘과 크기가 같고 방향이 반대인 힘을 반합력이라 한다. 따라서 이 반합력 과 처음의 힘들은 평형을 이루게 되며 합성하면 합력은 영으 된다.
한 점에 작용하는 여러 개의 힘이 평형을 이루면 그 힘들의 합 은 영이 되어야 한다. 즉 이 힘 벡터들은 다각형을 이루어야 한다. 한편 평형 사변형법으로 힘을 합성할 수 있고 합성의 반 대 절차를 분해라고 한다. 그림 1 에서 A, B, C 를 한 점 0에 작용하여 평형을 이루는 3개의 힘이라면 C 는 힘 A, B의 반합 력이고, 힘 R이 A, B의 합력이면 C와 크기가 같고 방향이 반 대이므로 평형을 이룬다. 따라서

(1)

이며 각 는 다음 관계를 만족한다.

(2)


방 법 ① 힘의 합성대 (그림2)를 수평하게 조절하고 힘 A, B에 해당 하는 추를 추걸이에 각각 놓는다.
② 추걸이 무게도 힘으로 작용하므로 추걸이 무게도 계산에 넣는다.
…(생략) ③ A, B 도르레의 위치가 주어진 각도 에 맞도록 하고 이것 과 맞서게 될 힘 C에 해당하는 추를 추걸이에 놓는다. C 의 도르레의 위치와 추의 값을 여러 가지로 변화시켜 평형 상태로 만든다.
④ 중앙의 원형 고리가 평형임을 나타내면 힘 C가 반합력이 되므로 그 크기와 방향으로 부터 합력 R을 구할 수 있다.




`그림 1`









`그림 2`


결 과


횟수
A의 힘
A의 각
B의 힘
B의 각
C의 힘
C의 각
계산치
이론으로 구한 각도
1
0.98(N)
0
0.98(N)
30
1.86(N)
195
1.89(N)
15
2
0.98(N)
0
1.47(N)
30
2.45(N)
198
2.37(N)
18.0
3
0.98(N)
0
2.45(N)
30
3.43(N)
202
3.33(N)
21.5
4
0.98(N)
0
0.98(N)
60
1.86(N)
210
1.70(N)
30.1
5
0.98(N)
0
1.47(N)
60
2.16(N)
215
2.14(N)
36.6
6
0.98(N)
0
2.45(N)
60
2.94(N)
223
3.06(N)
43.9
7
0.98(N)
0
0.98(N ;

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