힘의 평형 예비&결과

소개글

힘의 평형 예비&결과에 대한 보고서 자료입니다.

목차

목적
장치 및 기구
이론
실험방법
실험값
계산 및 결과
결론
토의

본문내용

지 상태, 등속 직선 운동 상태 등 힘이 작용하지 않는 상태에 있는 것이다.
힘의 방향은 가속되는 방향과 같으며 벡터로 표시할 수 있다. 벡터로 표시하면 힘의 방향을 화살표의 방향으로 나타내고 힘의 크기를 길이로 나타내어 다른 힘과의 합성 및 분해가 용이하나 힘의 합성은 임의의 물체에 여러 개의 힘이 작용할 때 여러 개의 힘이 동시에 작용하여 나타나는 하나의 힘으로 표현하기 위한 것이다.
반면 힘의 분해란 물체에 하나의 힘이 작용하는 것을 여러 개의 힘으로 나누어 표현하기 위한 것이다.
우리는 이번 실험에서 힘을 벡터로 표시하여 나타내는 작도법과 물체의 힘을 법선성분으로 분해하여 나타내는 분해법과 벡터와 코사인법칙을 이용하여 나타내는 해석법의 3가지 방법을 통해 힘의 평형 실험을 함으로써 힘의 평형의 개념 및 정의를 이해하라는 실험의 소기 목적을 달성할 수 있었다.
♠ 토 의
이번 실험에서는 기준 값이 되는 추의 질량을 변화시키지 않고, 다른 추들의 질량과 각도만 변화시켜 힘의 평형을 이루게 하고 그 값을 분해법, 해석법 그리고 작도법을 통해 직접 구하고 알아봄으로써 힘의 평형의 개념 및 정의를 이해할 수 있었는데 총 5번에 걸친 실험에서 평균값으로 낸 측정값은 실제 이론값과 비슷했으나 한 실험 한 실험 따로따로 놓고 보면 오차가 꽤 컸는데 그 원인을 분석해보면 다음과 같다.
일단 질량을 세밀하게 변화시킬 수 있는 추의 개수가 부족했다. 단위로 변화시켜도 오차가 작게 나오기 힘든데 짜리 추는 하나밖에 없어 단위로마저도 질량을 변화시킬 수 없었고 어쩔 수 없이 과 짜리로만 끼워 맞춰 변하시키다보니 정확한 평형을 이루기가 매우 힘들었다.
또한 무게 값을 측정했을 때 그 상태가 완전한 힘의 평형 상태였는지 알 수 없다는 것이다. 가운데에 놓인 링의 위치를 기준으로 힘의 평형을 측정하였지만 사람이 측정한 것이라 완벽히 가운데 두고 평형상태를 만들지 못하고 매번 약간 쏠린 상태였던 게 오차의 이유가 될 수 있을 것이다.
이런 원인들의 해결 방안으로는 좀 더 작은 질량을 가진 추를 충분히 준비하는 것이 있겠고 또 합성대위에 원판에 눈금을 그려 링의 위치를 정확히 파악 할 수 있게 하는 것이 있을 수 있겠다.
그리고 이번에 우리가 실험값을 계산하는데 사용한 3가지 방법 외에 한가지 계산방법을 더 알아내 봤는데 그것은 라미의 정리를 이용한 방법이었다. 라미의 정리란 한 점에 의 세 힘이 작용하고 있을 때, 이들 힘을 나타내는 선분이 하나의 닫힌 삼각형을 이루면 평형이 된다는 정리다. 즉, 과 가 이루는 각을 , 와 , 과 사이의 끼인각을 각각 라 할 때, 그 크기 의 비(比)는 사인법칙으로부터 가 된다. 이 식을 변형시키면
또는 를 이용해서 구해볼 수 있다.
또한 이번 실험에서는 기준이 되는 값을 일정하게 정해놓고 다른 추들의 위치와 질량만 변화시켰는데 반대로 추들의 위치를 일정하게 하고 기준 값을 변화한 후 다른 추들의 변화량은 어떻게 변하는 지를 알아보는 실험도 있었다면 좀 더 힘의 평형이라는 개념을 알아보는데 도움이 되지 않았을까 싶다.

키워드

힘의 평형,   힘의평형,   추,   분해법,   해석법,   작도법