물리화학 - 힘의합성 Report TO
- shipshob1040
- 2020년 12월 2일
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물리화학 - 힘의합성 Report
물리화학 - 힘의합성
물리화학 - 힘의합성 - 미리보기를 참고 바랍니다.
힘의 합성
1. 목 적
한 점에 작용하는 몇 개의 힘의 합성을 벡터 도형을 이용하여 그 결과를 합성대를 이용하여 실험적으로 확인을 하고 이론적인 값과 비교한다.
2. 이 론
물체의 한 점에서 방향이 다른 여러 힘이 동시에 작용할 때, 이런 여러 개의 힘과 동등한 한 개의 힘이 나타나는데 힘을 `합력`이라고 한다. 그리고 합력을 구하는 것을 `힘의 합성`이라고 한다. 힘과 크기가 같고 방향이 반대인 것을 반합력이라고 하는데, 따라서 반합력과 합력이 평형을 이루는 즉, 벡터합이 0이 된다면 반합력을 통해서 합력을 알 수 있다. 합력을 구하는 이론적인 방법으로는 평행사변형법이 있다.
A, B, C를 한 점 O에 작용하여 평형을 이루는 3개의 힘이라면 C는 힘A,B의 반합력이고, 힘 R이 A, B의 합력 C와 크기와 방향만 다르고 평형을 이룬다. 이러한 원리로 A, B의 힘의 합성을 구할 수 있다.
[힘의 합성]
[계산식]
3. 장치 및 방법
힘의 합성대에 힘 A, B에 해당하는 추를 걸고, A, B의 도르래의 위치가 주어진 각도 θ에 맞도록 하고 반합력에 해당하는 C에 추를 건다. 이 때 C의 도르래의 위치와 주의 값을 변화 시켜서 평형을 만든다. 이 때에 C에 해당하는 추, 즉 반합력이 A, B의 힘의 합성인 R과 방향만 다르고 크기는 같게된다. 따라서 힘 C가 A, B의 합력인 R이 된다. 실험시에 힘 C에 사용하는 추를 세밀하게 조정할 수 없고 마찰력 등으로 인하여 이론 값과 차이를 보인다.
4. 측 정 값
A
B
C
측정값
계산값
힘(gm)
각
힘(gm)
각
힘(gm)
각
힘(gm)
각
힘(gm)
각
1
150
0°
150
120°
150
240°
150
60°
150
60
1.732
2
150
0°
160
90°
210
230°
210
50°
219.3171
47°
1.066667
3
120
0°
140
110
140
245
140
61.25
150.026.
61.27
1.8242
4
150
0°
150
60°
250
210°
250
30°
259.8076
30°
0.577333
5
100
0°
100
90°
150
225°
150
45°
141.4214
45°
1
6
150
0°
150
30°
300
195°
300
15°
289.7758
15°
0.267953
7
160
0°
110
45°
250
200°
250
20°
250.1798
18°
0.327112
8
100
0°
100
112.5°
100
236.25°
100
56.25°
111.114
56.24
1.4966
9
100
0°
100
140°
70
250°
250
70°
239.122
70
2.7475
5. 계산 및 오차
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
측정값과 계산값 사이에서 각은 약2° 정도, 합력은 약10gm의 오차가 생겼다. 이러한 오차는 정확하지 못한 각도 측정과 합성대의 마찰력(도르래와 실 사이의 마찰력)으로 인해 발생한 것으로 보인다.
6. 결 론
두 힘의 합력과 그에 대한 반 합력의 크기가 같다는 점을 이용하여, 이러한 관계를 만족시켜줄 수 있는 합성대를 통해 힘의 합력을 구 할 수 있었다. 수업시간에 배웠던 벡터 평행사변형 법을 이용하여 이론적인 수치를 구할 수 있었고, 이를 바탕으로 실제로 측정한 값과 비교해 보았다. 이론적인 수치와 실제 측정값은 차이가 있었다. 이는 실험기구의 마찰력(도르래와 실에 의한)에 의해 발생한 것으로 볼 수 있다.
7. 검 토
실험 기구의 마찰력이라는 변수와 측정기구를 이용하는 미숙한 점이 이론값과 맞는 값을 얻을 수 없었다. 하지만 마찰력을 최소화하고 측정기구를 좀 더 정밀하게 다룬다면 이론값에 가까운 측정값을 얻을 수 있을 것이다.
[문서정보]
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파일종류 : HWP 파일
자료제목 : 물리화학 - 힘의합성
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키워드 : 물리화학,힘의합성
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