일반 물리실험 예비레포트 3. 힘의 평형

일반 물리실험 예비레포트 3. 힘의 평형

1. 실험 목적 : 힘이 어떻게 더해지거나 분해될 수 있는지 이해한다.

 

2. 실험 준비물 : 모눈종이, 역학시스템 set A(용수철저울, 질량 추, 도르래, 수직판 등) 또는 set B(용수철저울 10N 2개, 슬롯 추 2개, 고정 도르래 2개, 힘의 평형 원판, 실)

 

3. 힘의 평형 관련 문제 < 핵심물리학 보기문제 5.2 >

문제 : 곰으로부터 17kg의 배낭을 보호하기 위하여 두 나무 사이에 배낭을 줄로 매달았다. 각 줄의 장력은 얼마인가?

 

⇒ 배낭에 작용하는 힘은 중력과 두 줄의 장력이다. 현재 배낭은 정지해 있으므로 배낭에 작용하는 알짜힘은 0이다. 이는 이번 실험의 주제인 힘의 평형 상태를 의미한다.

 

※ 문제 해결

F=mg를 이용해 중력이 물체에 작용하는 힘을 계산.

알짜힘이 0이므로 중력 반대방향으로 동일한 크기의 힘이 작용한다는 것을 알 수 있다.

각 줄에 작용하는 힘(장력) = T로 생각하면,

(힘의 기본 공식인 를 이용)

위와 같은 식을 얻을 수 있고, 위 식의 변형을 통해

결국 T=220N임을 구할 수 있다.