나란하지 않은 두 힘의 합성
가) 나란하지 않게 작용하는 두 힘
(1) 그림 ㈎와 같이 물체를 두 사람이 어떤 각도를 이루면서 동시에 끌어당기면 물체는 두 사람 사이의 한 방향으로 어떤 한 힘을 받는 것과 같이 움직인다.
(2) 그림 ㈏와 같이 두 사람이 물체를 드는 경우, 서로 다른 방향으로 힘을 가하면 물체는 한 사람이 한 힘으로 드는 것과 같이 위로 올라간다.
나) 나란하지 않게 작용하는 두 힘의 합성
(1) 평행사변형법 : 방향이 서로 다른 두 힘이 한 물체에 작용할 때 이 힘을 이웃한 두 변으로 하는 평행사변형을 그리면 그 대각선이 두 힘의 합력을 나타낸다.
(가) 합성하려는 두 힘을 화살표로 표시한다.
(나) 힘의 화살표의 끝점에서의 화살표에 평행한 선을 그린다.
(다) 힘의 화살표의 끝점에서의 화살표에 평행한 선을 그린다.
(라) 두 힘의 출발점과 두 평행선이 만나는 점을 이어 평행사변형의 대각선이 된다.
(2) 합력의 크기 : 평행사변형의 대각선의 길이에 해당한다.
(3) 합력의 방향 : 평행사변형의 대각선의 방향에 해당한다.
다) 두 힘이 이루는 각과 합력
(1) 크기가 다른 두 힘의 사잇각과 합력 : 두 힘이 이루는 각도에 따라 합력의 크기가 달라진다. 즉, 두 힘이 이루는 각이 클수록 합력은 작아진다.
(2) 크기가 같은 두 힘의 사잇각과 합력
(가) 합력의 방향 : 두 힘의 한가운데를 향한다.
(나) 합력의 크기
㉠ 두 힘이 이루는 각도가 0°일 때 : 합력은 한 힘의 크기의 2배가 된다.
㉡ 두 힘이 이루는 각도가 120°일 때 : 합력은 한 힘의 크기와 같다.
㉢ 두 힘이 이루는 각도가 180°일 때 : 합력은 0이 된다.
4) 여러 개의 힘의 합성
가) 같은 방향으로 작용하는 여러 힘의 합성
(1) 합력의 크기 : 한 물체에 여러 힘이 작용하더라도 그 힘들이 같은 방향으로 작용하면 합력의 크기 F는 이 힘들의 크기를 합한 것과 같다.
(2) 합력의 방향 : 각 힘의 방향과 같다.
(3. 합력의 효과 : 각각의 힘들을 모두 합한 것과 같은 하나의 힘이 작용하는 것과 같다.
나). 방향이 다른 여러 힘의 합성
(1) 세 힘의 합성 : 세 힘의 합력을 구하려면 먼저 두 힘을 택하여 평행사변형법으로 두 힘의 합력을 구한다. 그리고 그 합력과 나머지 하나의 힘을 택하여 다시 평행사변형법으로 합력을 구한다.
