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일반물리학실험 - 힘의 평형 및 분해
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힘의 평형 및 분해
본 실험을 통하여 용수철 저울을 이용하여 용수철 상수를 구할 수 있다. 그리고 물체에 가해진 한 힘과 같은 효과를 갖는 두 개 이상의 힘으로 나눌 수 있다.
1. 서론
힘의 평형이란 두 힘을 봤을 때 두 힘의 크기는 같고 방향이 반대인 것을 말한다. 정지되어 있는 물체는 모두 힘의 평형 때문에 그런 것이다.
우리일상생활에서 어떤 물체에 힘이 가해지지 않는다고 생각하기 쉬운데 지금 그 물체에는 지구가 끌어당기는 중력이라는 힘이 가해지고 있다. 이때 지구가 당기는 힘과 어떤 물체가 당겨지지 않으려는 힘이 같기 때문에 이 물체가 움직이지 않고, 이때 힘의 평형이 이루어진다. 그리고 또 줄다리기를 할 때 양쪽에서 동시에 당기는데 줄의 이동이 없을 때 이것도 힘의 평형이라 할 수 있다. 두 시소를 탈 때 두 사람이 평행한 상태를 유지한다면 그것도 힘의 평형의 한 예라 할 수 있다.
또 다르게 말하자면 어떤 물체가 외부로부터 힘을 받지 않아서 원래의 상태를 유지하고 있을 때 그 물체가 알짜힘이 0이 되고 이러한 경우 가속도가 0이 되므로 물체는 관성에 의한 정지 상태, 등속 직선 운동상태 등 힘이 작용하지 않는 상태에 있는 것이니 힘의 방향은 가속도 방향과 같으며 벡터로 표시할 수 있다. 벡터로 표시하면 힘의 방향을 화살표의 방향으로 나타내고 힘의 크기를 길이로 나타내어 다른 힘과의 합성 및 분해가 용이하나 힘의 현상은 임의의 물체에 여러개의 힘이 작용할 때 여러개의 힘이 동시에 작용하여 나타나는 하나의 힘으로 표현하는 것이다.
세 힘이 평형하는 경우는 평행사변형법을 통하여 평형 관계를 확인한다. 임의의 두 힘의 합력은 동일 작용선 위에서 나머지 한 힘과 크기가 같고 방향이 반대이다. 그리고 삼각형법을 통해 평형관계를 확인할 때 세 힘을 평행 이동시켜 꼬리에 꼬리를 물 듯 이어 그리면 닫힌 삼각형이 된다.
라미의정리
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2014.05.23
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