ÀϹݹ°¸®½ÇÇè1

ÀϹݹ°¸®½ÇÇè2
 
1-6. Åä¿ÀÅ©ÀÇ ÆòÇü
Last Updated: 2008/3/24

 1. ½ÇÇè¸ñÀû

¹°Ã¼°¡ ¿ªÇÐÀû ÆòÇüÀ» À¯ÁöÇÒ ¶§ ¹°Ã¼°¡ ¹Þ´Â ¸ðµç Èû°ú Åä¿ÀÅ©(torque)ÀÇ ÃÑÇÕÀº 0 ÀÌ µÊÀ» È®ÀÎÇÏ°í ¹°Ã¼ÀÇ ÆòÇüÁ¶°ÇÀ» ÀÌÇØÇÑ´Ù.

 2. ¿ø ¸®

¹°Ã¼¿Í ¹°Ã¼ »çÀÌÀÇ »óÈ£ÀÛ¿ëÀÇ ÇüÅ·ΠÀÚ¿¬°è¿¡´Â Áß·Â, ÀüÀÚ±â·Â, ¾à·Â, °­·ÂÀÇ 4°¡Áö Á¾·ùÀÇ ±âº»ÀûÀÎ ÈûÀÌ Á¸ÀçÇÏ´Â °ÍÀ¸·Î ¾Ë·ÁÁ® ÀÖ´Ù. ¸Â´êÀº ¹°Ã¼¿Í ¹°Ã¼ »çÀÌ¿¡ °¡ÇØÁö´Â Èûµµ ÀüÀÚ±â ÈûÀÇ ÇÑ ¿¹ÀÌ´Ù. ÈûÀº ¶Ç ¹°Ã¼ÀÇ ¿îµ¿(»óÅÂ)¿¡ º¯È­¸¦ ÀÏÀ¸Å°´Â ¿äÀÎÀ¸·Î ÈûÀÌ °¡ÇØÁöÁö ¾ÊÀº ¹°Ã¼´Â ¿îµ¿ »óÅ¿¡ º¯È­°¡ ÀϾÁö ¾Ê°í, Á¤ÁöµÈ ¹°Ã¼¿¡ °¡ÇØÁø ÃÑÈûÀº 0 ÀÌ´Ù.
¿©·¯ÈûÀÌ ÇÑ °÷(¶Ç´Â ¹°Ã¼)¿¡ ÀÛ¿ëÇÒ ¶§, ±× ÁúÁ¡ ¶Ç´Â ¹°Ã¼ÀÇ °¢ ºÎºÐÀÌ ³ª¶õÇÑ(º´Áø) ¿îµ¿°ú ȸÀü ¿îµ¿ÀÇ »óÅ°¡ º¯È­ÇÏÁö ¾Ê´Â °æ¿ì, ÀÌ ¿©·¯ ÈûÀº ÆòÇüÀ» ÀÌ·ç°í ÀÖ´Ù°í ¸»ÇÑ´Ù. ¹°Ã¼°¡ ÆòÇüÀ» ÀÌ·ç´Â Á¶°ÇÀº

(1) °¡ÇØÁø ÃÑ Èû : Ftot = ¢²Fi = 0    ¢Ð º´Áø¿îµ¿ »óÅ°¡ º¯ÇÏÁö ¾ÊÀ» Á¶°Ç

(2) ÃÑ ÅäÅ©  : ¥ótot = ¢²¥ói = ¢²(ri ¡¿Fi) = 0   ¢Ð ȸÀü¿îµ¿ »óÅ°¡ º¯ÇÏÁö ¾ÊÀ» Á¶°Ç

ÀÌ´Ù. ¿©±â¼­ ri´Â ÀÓÀÇÀÇ ¿øÁ¡À¸·ÎºÎÅÍ Èû Fi°¡ °¡ÇØÁö´Â °÷±îÁöÀÇ º¯À§ÀÌ´Ù.

[±×¸²1] Åä¿ÀÅ©ÀÇ ÀÛ¿ë
[±×¸²1]°ú °°ÀÌ È¸ÀüÃàÀ¸·ÎºÎÅÍ d ¸¸Å­ ¶³¾îÁø Á¡¿¡ Èû F°¡ ÀÛ¿ëÇÒ ¶§ ÀÌ Èû¿¡ ÀÇÇÑ Åä¿ÀÅ©´Â ´ÙÀ½°ú °°´Ù.

t = Fd sin¥è

¿©±â¿¡¼­ ¥è´Â F¿Í d»çÀÌÀÇ °¢µµÀÌ´Ù. Åä¿ÀÅ©¸¦ ¹Þ´Â ¹°Ã¼´Â ȸÀü ¿îµ¿À» ÇÏ°Ô µÇ¹Ç·Î ¿ªÇÐÀû ÆòÇüÀ» ÀÌ·ç·Á¸é ¹°Ã¼°¡ ¹Þ´Â ¸ðµç Åä¿ÀÅ©ÀÇ ÇÕÀº 0 ÀÌ µÇ¾î¾ßÇÑ´Ù.


 3. ±â±¸ ¹× ÀåÄ¡

[±×¸²2] °¢ ºÎÇ°º° ¸íĪ
(1) ¼öÁ÷ÆÇ ½ÇÇè´ë

(2) ¿øÇü °¢µµ°è

(3) µµ¸£·¡ (3°³)

(4) µµ¸£·¡¸·´ë

(5) ¿ë¼öö Àú¿ï

(6) ÆòÇü¸·´ë ¹× °íÁ¤ÀåÄ¡(ÇǺ¿)

(7) ÅäÅ©¹ÙÄû

(8) ÅäÅ© Áö½Ã°è (3°³)

(9) Ãß°ÉÀÌ(16.5g), Ãß(100g¡¿2°³,
    50g¡¿2°³, 20g¡¿4°³, 10g¡¿2°³)

(10) ½Ç, °¡À§


 4. ½ÇÇè ¹æ¹ý

# ¿ë¼öö »ó¼ö kÀÇ ÃøÁ¤:

¨ç ¿ë¼öö Àú¿ïÀÇ ¸Ç À­ ºÎºÐÀÇ ³ª»ç¸¦ µ¹·Á ¿µÁ¡À» ¸ÂÃá´Ù.

¨è ¿ë¼öö Àú¿ï¿¡ Ãß°ÉÀÌ(Áú·® 5g)¸¦ °É°í ´Ã¾î³­ ±æÀ̸¦ ±â·ÏÇÑ´Ù. Ãß°ÉÀÌÀÇ Áú·®ÀÌ Á¤È®Ä¡ ¾ÊÀ» ¼ö ÀÖÀ¸¹Ç·Î Ãß°ÉÀ̸¦ ¸Å´Ü »óÅ¿¡¼­ ¿µÁ¡Á¶Á¤(±âÁØÁ¡)Çؼ­ ÃøÁ¤Çصµ ¹«¹æÇÏ´Ù. [ÁÖÀÇ] ¿ë¼ööÀÇ Åº¼ºÀÌ º¯ÇüµÉ ¿ì·Á°¡ ÀÖÀ¸¹Ç·Î ¹«¸®ÇÏ°Ô 200g ÀÌ»óÀÇ Ã߸¦ ¸Å´ÞÁö ¸»°Í.

¨é Ãß°ÉÀÌ¿¡ ÃßÀÇ Áú·®À» ´ë·« 20, 40,¡¦ 180gÀ¸·Î Áõ°¡½ÃÅ°¸ç Àú¿ï¿¡ °¡ÇÑ Èû¿¡ ´ëÇÑ ¿ë¼ööÀÇ ±æÀ̺¯È­¸¦ ±â·ÏÇÑ´Ù.

¨ê °¡ÇØÁø Èû°ú ¿ë¼ööÀÇ ±æÀÌ º¯È­¿¡ ´ëÇÑ ±×·¡ÇÁ¸¦ ±×·Áº»´Ù. ÀÌ ±×·¡ÇÁÀÇ ±â¿ï±â°¡ ¿ë¼öö»ó¼ö k ÀÌ´Ù. ¿ë¼öö»ó¼ö k´Â ÃÖ¼ÒÀڽ¹ý¿¡ÀÇÇØ ÃÖÀûÁ÷¼±À» ±¸ÇÏ°í ±â¿ï±â¸¦ ±¸ÇÑ´Ù. (¿¢¼¿ ¶Ç´Â °ü°è°ø½ÄÀ» È°¿ë) ¿Ö ´Ü¼øÇÑ Æò±Õ°ªÀ» »ç¿ëÇÏÁö ¾ÊÀ»±î?
*¿ë¼öö»ó¼ö ÃøÁ¤*
Èû f(gÁß)
´Ã¾î³­ ±æÀÌx(§¯)
k(gÁß/§¯)
20
   
40
   
80
   
100
   
140
   
180
   
¿ë¼öö»ó¼ö k=_______ (gÁß/§¯)

  (1) µÎ Åä¿ÀÅ©ÀÇ ÆòÇü

[±×¸²3] µÎ Åä¿ÀÅ©ÀÇ ÆòÇü
¨ç ¸ÕÀú ÆòÇü¸·´ë¸¦ ½ÇÇè´ë¿¡ ºÙÀÌ°í Çöó½ºÆ½ °íÁ¤ÀåÄ¡¸¦ ¾çÂÊ¿¡ ³¢¿î ´ÙÀ½ Á¶½É½º·´°Ô ¼öÆòÀÌ µÇµµ·Ï ÆòÇüÀ» Àâ´Â´Ù.

 
[ÁÖÀÇ]

ÆòÇü¸·´ë¿¡ °íÁ¤ÀåÄ¡¸¦ Á¶ÀÏ ¶§, ³ª»ç´Â ¿ÞÂʱ׸²°ú °°ÀÌ ³ª»çÅÇÀÌ ¾ø´Â ÂÊ¿¡¼­ Á¶¿©Áà¾ß ´Ü´ÜÈ÷ °íÁ¤µÊ.
¨è [±×¸²3]°ú °°ÀÌ ÇÑÂÊ ³¡¿¡ Ãß°ÉÀ̸¦ ¸Å´Þ°í  °¢µµ°è¿Í ¿ë¼ööÀú¿ï ÃøÀÇ ½ÇÀÌ ÀÌ·ç´Â °¢µµ¸¦ 30¡Æ¿¡ ¸ÂÃá´Ù. À̶§, ¸·´ë°¡ ÆòÇüÀ» À¯ÁöÇϵµ·Ï ¿ë¼öö Àú¿ïÀ» Àû´çÇÑ À§Ä¡·Î ¿Å°Ü¾ß ÇÒ °ÍÀÌ´Ù.
 
¨é Á÷°¢ÀÚ¸¦ ÀÌ¿ëÇÏ¿© Áß½ÉÃà À¸·ÎºÎÅÍ ÈûÀÌ ÀÛ¿ëÇÏ´Â °íÁ¤ÀåÄ¡ÀÇ µÎ Á¡ ±îÁöÀÇ °Å¸® d1°ú d2¸¦ Àé´Ù.

¨ê ÃßÀÇ Áú·® M2¿Í Èû F2 ÀÇ Å©±â¸¦ ±â·ÏÇÏ°í, F2 ÀÇ Áß½ÉÃà¿¡ ´ëÇÑ Åä¿ÀÅ©¸¦ °è»êÇÑ´Ù. ¿ìÃø ÇÏ´Ü µµ¸£·¡¸¦ ¿òÁ÷À̸é F1ÀÇ °¢µµ¸¦ º¯È­½Ãų ¼ö ÀÖ´Ù. ÀÌ °¢µµ¸¦ Á¤È®È÷ Àç·Á¸é °¢µµ°èÀÇ Á߽ɰú ÁÙÀÌ ¸Å´Þ¸° Á¡ÀÌ ÀÏÄ¡ÇØ¾ß ÇÒ °ÍÀÌ´Ù.

¨ë ¿ë¼öö ÃøÀÇ ½ÇÀÌ ÀÌ·ç´Â °¢µµ(F1ÀÇ °¢µµ)¸¦ 40, 50, 60, 70, 80¡ÆµîÀ¸·Î º¯È­½ÃÅ°¸é¼­ ¸·´ë°¡ ¼öÆòÀ¸·Î ÆòÇüÀ» ÀÌ·çµµ·ÏÇÏ°í À̶§ÀÇ ¿ë¼ööÀú¿ïÀÇ ´«±ÝÀ» ÀÐ¾î °¡¸é¼­ µ¥ÀÌÅ͸¦ ±â·ÏÇÑ´Ù.

¨ì °á°úµ¥ÀÌŸÀÇ [Ç¥1]¿¡ µû¶ó¼­ Åä¿ÀÅ©¸¦ °è»êÇÏ°í ¥ó1°ú ¥ó2ÀÇ »ó´ë¿ÀÂ÷¸¦ °è»êÇÑ´Ù. Åä¿ÀÅ©¸¦ ´õÇÒ¶§´Â ¹Ý½Ã°è¹æÇâ Åä¿ÀÅ©ÀÇ ºÎÈ£´Â + ·Î, ½Ã°è¹æÇâ Åä¿ÀÅ©ÀÇ ºÎÈ£´Â - ·Î °è»êÇÑ´Ù.

d1

d2

F2 (= M2g)
¥ó2
       
  [Ç¥ 1]
°¢ µµ F1 ¥ó=F1d1sin¥è ¿ÀÂ÷: (¥ó1-¥ó2)/¥ó2 x100
30¡Æ
     
40¡Æ
     
50¡Æ
     
60¡Æ
     
70¡Æ
     
80¡Æ
     


  (2) ¼¼ Åä¿ÀÅ©ÀÇ ÆòÇü


[±×¸²4] ¼¼ Åä¿ÀÅ©ÀÇ ÆòÇü

[±×¸²5] Ãß°ÉÀÌ ¸Å´Þ±â 

½ÇÀº ¹­Áö¸»°í Ãß°ÉÀÌ¿¡
µÎ ¼¼¹ø °¨¾Æµµ ÃæºÐÈ÷ °íÁ¤µÊ

¨ç [±×¸²4]¿Í °°ÀÌ ¸ÕÀú ÅäÅ© ¹ÙÄû¸¦ ½ÇÇè´ë¿¡ ºÙÀÎ ´ÙÀ½, ÅäÅ© Áö½Ã°è ³¡¿¡ ½ÇÀ» ¸Å´Þ°í ÅäÅ©¹ÙÄûÀÇ ¼¼ ±¸¸Û¿¡ ³¢¿î´Ù.

¨è µµ¸£·¡¸¦ Àû´çÇÑ À§Ä¡¿¡ ºÙ¿©¼­ ÅäÅ©Áö½Ã°è¿Í Ãß°ÉÀ̸¦ ½Ç·Î ¿¬°áÇÏ°í Àû´çÇÑ Áú·®À» ¸Å´Ü´Ù.

¨é ÅäÅ©¹ÙÄû´Â Áß½ÉÀ¸·ÎºÎÅÍ 2mm °£°ÝÀ¸·Î µ¿½É¿øÀÌ ±×·ÁÁ® À־ ÀÛ¿ëÇÏ´Â ¼¼ Èû ±îÁöÀÇ ¼öÁ÷°Å¸®¸¦ ½±°Ô ¾Ë¼öÀÖ´Ù. Åä¿ÀÅ© ¹ÙÄûÀÇ Áß½ÉÀ¸·ÎºÎÅÍ ÅäÅ© Áö½Ã°è±îÁöÀÇ ¼öÁ÷°Å¸® d¡Ñ¸¦ °¢°¢ Àç¾î [Ç¥2]¿¡ ¸ðµÎ ±â·ÏÇÏ°í ¥ó2= Fdp ¸¦ ÀÌ¿ëÇÏ¿© ÅäÅ©¸¦ ±¸ÇÑ´Ù.

¨ê ÅäÅ©¹ÙÄû°¡ ÆòÇü»óÅÂ(Á¤Áö»óÅÂ) À϶§ ÃÑ ÅäÅ©ÀÇ ÇÕÀº 0 ÀÌ µÇ´Â°¡?

¨ë °¢µµ¿Í ÈûÀ» ¹Ù²ã°¡¸ç 3°¡Áö Á¤µµ ´Ù¸¥ ¸ð¾çÀ¸·Î À§ÀÇ °úÁ¤À» µÇÇ®ÀÌÇÏ¿© ½ÇÇèÇÏ°í °á°ú¸¦ Á¤¸®ÇÑ´Ù.
 
[Ç¥ 2]
ȸ¼ö F1 dp1 ¥ó1 F2 dp2 ¥ó2 F3 dp3 ¥ó3 ÃÑÅäÅ©
1                    
2                    
3                    
4                    
 

 5. Âü°í

(1) ÈûÀÇ ÆòÇü ¿¹

(2) ¸¸À¯ÀηÂÀÇ ¹ß°ßÀÚ - ´ºÆ° (Newton)

(3) 2-Dim,3-Dim Vector ÇÕ¼º (Java-Applets)






68
1,720,296