일반물리학 실험 - 역학종합실험장치

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일반물리학 실험 - 역학종합실험장치
역학종합실험장치
목차
실험1: HOOKE의 법칙
실험2: 여러 가지 힘의 합력과 분해
실험3: 토크
실험4: 질량 중심 찾기
참고문헌
실험1: HOOKE의 법칙
실험 목적
Hooke의 법칙을 이용하여 용수철 상수를 구해본다.

실험 원리 (1) Hooke의 법칙
그림 (a)는 용수철이 늘어나거나 줄어들지 않은 평형 상태이다.
그림 (b)처럼 오른쪽으로 토막을 당겨서 용수철을 늘리면 용수철은 토막을 왼쪽으로 당긴다.

그림 (c)처럼 토막을 왼쪽으로 밀면 용수철이 압축되면서 용수철 힘이 토막을 오른쪽으로 민다.

이처럼 용수철을 평형상태로 복귀시키려는 용수철의 힘을 복원력이라 한다.

대부분의 용수철에서 용수철 힘 F는 고정되지 않은 용수철 끝의 평형위치로부터 변위 x에 비례한다.
즉, 용수철의 힘은
F=kx (Hooke의 법칙)

이때의 상수k는 용수철 상수로서 용수철의 탄성을 나타내는 양이다.
(2) 용수철 상수(k) 구하기

그림과 같이 용수철에 물체를 매달았을 때 물체에 작용하는 힘은 두 가지다. 한 가지는 지구가 물체를 당기는 힘(중력)이고, 다른 한 가지는 용수철이 물체를 당기는 힘이다.
이 두 힘이 평행을 이루고 있으므로, 두 힘은 크기가 같고 방향은 반대이다.

F=kx=mg
k=mg/x
F=kx=mg
k=mg/x
F=kx=MG
K=MG/X
실험 기구
실험판, 질량 걸이, 용수철 저울, 질량 추

실험 방법
실험 판에 용수철 저울을 달고 용수철 저울이 수직으로 걸렸는지, 영점 조절이 되었는지 확인한다.

용수철 저울에 질량 걸이와 20g짜리 추를 매달고 늘어난 길이를 측정하여 표에 기록한다.

질량 걸이에 추의 질량을 20씩 늘여가면서 용수철의 늘어난 길이를 측정하여 기록한다.
실험 결과


여기서 무게(dyne)=980cm/s2×질량(g)

* 다인(dyne) :
CGS(센티미터-그램-초)를 사용하는 물리단위계에서 힘을 나타내는 단위.
1dyne=0.00001N
1dyne=1g*cm/s2, 1N=1kg*m/s2
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