[일반물리실험] 회전 평형 _ 토크의 이해

회전 평형 – 토크의 이해

1. 실험목적
양팔 저울을 이용하여 회전 평형의 조건을 실험하고, 이 결과로부터 토크(돌림 힘)가 회전축으로부터 힘의 작용점까지의 수직거리와 작용한 힘의 크기에 비례하고, 작용한 힘의 방향과도 관계함을 확인한다. 그리고 이를 통해 토크의 의미를 이해한다.

2. 준비물
실험판, 수평막대, 연결고리(3), 용수철저울, 도르래(3), 추걸이(3), 각도기, 질량추, 실

3. 실험결과
(1) 용수철저울의 용수철상수() 측정
추걸이의 질량 = 5 g

회
(추걸이+질량추)의 질량
용수철의 늘어난 길이()
용수철상수()
1
45 g
1.75 cm
25.226 N/m
2
85 g
3.35 cm
24.891 N/m
3
125 g
4.90 cm
25.026 N/m
4
165 g
6.50 cm
24.902 N/m
5
205 g
8.10 cm
24.828 N/m
평균

24.975 N/m

(2) 작용하는 힘의 크기 F만을 변화시켜가며 토크의 크기를 측정
연결고리의 질량() = 4.7 g
회전축으로부터 용수철저울과 연결되는 왼쪽 연결고리까지의 거리() = 13.3 cm
회전축으로부터 추걸이와 연결되는 오른쪽 연결고리까지의 거리() = 10.8 cm

회
(추걸이+질량추)의 질량(M)
(이론)
[]
용수철의 늘어난 길이()
(실험)
[]

1
45 g
0.05266 N·m
1.45 cm
0.05430 N·m
3.114
2
85 g
0.09504 N·m
2.60 cm
0.09250 N·m
2.673
3
125 g
0.13741 N·m
4.00 cm
0.13900 N·m
1.157
4
165 g
0.17979 N·m
5.25 cm
0.18052 N·m
0.406
5
205 g
0.22217 N·m
6.70 cm
0.22868 N·m
2.930
평균

2.056

* 작용한 힘과 토크의 관계

회
작용한 힘(F)
....

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