일반 대학 물리학 실험 - 힘의 평형과 합성
분야
hwp힘의 평형장치를 이용하여 한 점에서 작용하는 다른 세 힘이 합성되어 합이 0이 되는 조건을 벡터도형을 통해 알아보고, 그 결과를 해석법과 도식법으로 비교․분석하여 확인한다.
‣ 이론
물체에 작용하는 힘은 벡터량으로 크기와 방향을 갖는 물리량이며 병진운동과 회전운동을 일으키는 원인이 된다. 따라서 병진운동을 일으키는 힘을 , 회전운동을 일으키는 힘을 토크라 부르며 로 표시하자. 물체가 평행상태를 유지하려면 병진운동과 회전운동의 변화가 없는 상태로써, 외부에서 물체에 작용하는 힘과 토크의 효과가 없는 상태가 유지되어야 한다. 따라서 물체가 평행상태에 잇을 조건으로는 병진평형과 회전평형 상태가 동시에 만족되어야 한다.
첫 번째로 병진평형조건으로 물체에 작용하는 모든 힘의 합이 영이 되어야 한다.
이 식은 물체의 속도가 일정하게 유지되는 상태이다. 만일에 정지한 물체는 정지된 상태에 놓이는 것이다.
두 번째로는 회전평형조건으로 물체에 작용하는 모든 토크의 합이 영이 되어야 한다.
이 식은 각운동량이 일정하게 유지되는 상태이다.
유병길․김정식 저, “일반 물리학 실험”, 북스힐(2011/2/25), pp47~56