목차
1. 실험목적
2. 실험에 관한 이론
1) 길이
2) 버니어캘리퍼
3) 마이크로미터
3. 실험기구
4. 실험방법
5. 실험결과
1) 샤프심 두께
2) A4두께
3) 쇠막대(구리)
4) 쇠막대(은)
5) 쇠막대( 금)
6) 금링 (내경)
7) 금링 (외경)
8) 머리카락 두께
9) 작은 쇠구슬의 지름
10) 큰 쇠구슬의 지름
11) 쇠자의 두께
6. 결과에 대한 분석
2. 실험에 관한 이론
1) 길이
2) 버니어캘리퍼
3) 마이크로미터
3. 실험기구
4. 실험방법
5. 실험결과
1) 샤프심 두께
2) A4두께
3) 쇠막대(구리)
4) 쇠막대(은)
5) 쇠막대( 금)
6) 금링 (내경)
7) 금링 (외경)
8) 머리카락 두께
9) 작은 쇠구슬의 지름
10) 큰 쇠구슬의 지름
11) 쇠자의 두께
6. 결과에 대한 분석
본문내용
.44
표준오차 = 1.29
6) 금링 (내경)
측정값x(m)
편차()
1
1.86
7.40
5.48
2
1.86
2.40
5.76
3
1.88
3.24
1.05
4
1.86
2.40
5.76
5
1.89
4.24
1.80
= 0.462
= 7.61
평균값 = 1.85
표준편차 = 1.74
표준오차 = 3.49
(7) 금링 (외경)
측정값x(m)
편차()
1
1.94
-1.90
3.61
2
1.98
1.60
2.56
3
1.95
-9.00
8.10
4
1.96
1.00
1.00
5
1.96
-4.00
1.60
= 0.490
= 1.55
평균값 = 1.96
표준편차 = 7.87
표준오차 = 1.57
(8) 머리카락 두께
측정값
편차 (-)
(-)2
1
7.02
5.12
25.0
2
7.21
3.13
9.00
3
7,43
1.21
1.00
4
7.90
4.02
16.0
5
7.66
1.04
1.00
= 0.903
= 95.0
평균값 = 75.0
표준편차 3.00
표준오차 866
(9) 작은 쇠구슬의 지름
측정값x(m)
편차()
1
1.27
7.11
4.92
2
1.27
2.01
0.432
3
1.27
2.03
0.435
4
1.26
-8.42
6.41
5
1.27
2.22
0.425
= 152.15
= 2.78
평균값 = 12.68
표준편차 = 1.50
표준오차 = 4.33
(10) 큰 쇠구슬의 지름
측정값x(m)
편차()
1
1.90
4.12
1.63
2
1.90
4.12
1.63
3
1.89
-1.11
0.12
4
1.89
-6.32
3.62
5
1.90
4.23
1.64
= 227.55
= 25.7
평균값 = 18.9
표준편차 = 1.46
표준오차 = 4.21
(11) 쇠자의 두께
측정값x(m)
편차()
1
1.20
0.00
0.00
2
1.20
0.00
0.00
3
1.20
0.00
0.00
4
1.20
0.00
0.00
5
1.20
0.00
0.00
= 14.4
= 0.00
평균값 = 1.20
표준편차 = 0.00
표준오차 = 0.00
6. 결과에 대한 분석
‘길이의 측정’ 실험은 버니어캘리퍼, 마이크로미터의 사용법과 측정원리를 배우고 물체의 길이, 원통의 내경과 외경을 측정함으로써, 여러 가지 측정도구의 사용법을 알고 숙달하기 위한 실험이다. 그리고 이러한 측정과정에서 발생하는 오차가 결과에 미치는 정도를 계산하는 것을 이번 실험의 목적이다.
첫 번째 도구인 버니어 캘리퍼는 자의 최소 눈금을 1/10 까지 또는 그 이상의 정밀도까지 읽을 수 있도록 고안된 장치이다. 두 번째 도구인 마이크로미터는 피치가 매우 작은 나사 주위에 눈금을 새겨 놓아서 360° 회전할 때마다 0.500mm 씩 이동하고 눈금은 50등분하여 0.001mm 까지 읽을 수도 있다.
먼저 마이크로미터를 이용하여 샤프심의 두께를 측정해 보았다. 샤프심을 엔빌과 스핀들 사이에 수직으로 끼워서 돌리개를 돌려 샤프심의 두께를 측정하였다. 우리가 흔히 사용하는 샤프심은 0.5mm로 알려져 있다. 이번실험에서 샤프심의 두께의 평균이 0.557mm로 측정되었다. 보기에는 오차가 많이 나는 것 같지만 1/100mm단위 이므로 근사한 값을 얻은 것 같다. 각 조원마다 일치하는 눈금을 판단하는 기준이 다르기 때문에 여기서 오차가 생기게 된 것 같다. 그리고 마이크로미터를 이용하여 물체의 두께를 측정 할 때 측정부위의 이가 서로 물리게 되는 정도에서 손잡이의 끝에 돌리개를 돌려 물체가 빠지지 않을 정도가 될 때, 눈금을 읽는다. 여기서 돌리개를 계속 돌린 것이 측정값의 오차가 커지게 되는 요인이 된 것 같다.
버니어캘리퍼스는 내경과 외경, 깊이를 모두 잴 수 있는 측정도구이다. 버니어 캘리퍼스를 이용해 금링의 내경을 잰 측정값의 표준오차가 약 3.49로 가장 크게 측정이 되었다. 금링의 외경의 측정은 순조로웠지만 내경의 측정이 어려웠다. 금링이 정확하게 원이 아니라 힘을 받아서 변형된 타원 형태였다. 그래서 정확한 지름의 위치를 찾기가 어려웠다. 이 모든 것이 오차의 원인이 된 것 같다. 금링을 사용 했던 것을 또 쓰지 않고 매 실험하다 새것을 쓴다면 정확한 값을 측정 할 수 있을 것이다.
마이크로미터를 이용하여 측정한 값의 표준오차가 버니어캘리퍼스를 이용하여 측정한 값의 표준오차보다 적게 측정되었다. 버니어캘리퍼스를 이용한 실험에서 왜 표준오차가 크게 나왔는지 생각해보았다. 먼저 눈금을 읽는 모든 실험에서 물체를 수직으로 넣지 않았고, 고정나사를 꽉 조이지 않았다. 고정나사를 조이는 정도를 항상 같게 할 수가 없고, 눈금을 읽을때 눈금을 수직으로 내려다보지 않은 게 오차의 원인이 된 것 같다. 그리고 버니어캘리퍼스로 이용하여 값을 측정할 때 물체가 정확하게 영점에서 시작하지 않고 영점보다 앞선 지점에서부터 값이 측정이 되었다. 그래서 영점에서부터 길이를 재지 않고 사람이 임의로 영점이 되는 점을 정해 그 시작점부터 끝부분까지의 거리를 측정하였다. 여기서 오차가 생기게 된 것 같다.
마이크로미터를 이용한 실험에서는 영점을 정확하게 맞추기 위해 주의를 기울이고, 책을 통해 올바른 사용법을 정확하게 알아가서 오차가 적게 측정된 것 같다.
이번 실험을 통해 측정도구를 이용해서 물건의 두께, 외경, 내경, 깊이 등을 측정할 때 여러 요인으로 인해서 오차가 생겨 실제길이와 약간의 차이가 나는 것을 알 수 있었다. 그리고 이러한 오차가 표준편차, 표준오차, 신뢰도의 계산에 큰 영향을 미친다는 것을 알게 되었다. 복잡한 실험을 하는 경우에는 작은 오차가 실험에 큰 영향을 미칠 수 있으므로 주의를 기울이고 여러 번의 측정을 통해 오차를 줄이는 것이 필요하다.
이번 실험은 주어진 물체에 대해 두께, 외경, 내경, 깊이 등을 측정하는 것이므로 이번 실험에서 가장 중요한 것은 측정 대상의 고유 값에 대한 오차를 줄이는 것이라고 할 수 있다. 하지만 익숙하지 않은 도구의 사용으로 인해 측정한 값의 오차를 크게 줄이지 못해 만족스러운 실험이 되지 못했다. 여러 번의 실험으로 도구의 사용법을 익히고 오차를 줄일 수 있도록 실험할 때 더욱더 주의를 기울이고 노력해야겠다는 필요성을 느꼈다.
표준오차 = 1.29
6) 금링 (내경)
측정값x(m)
편차()
1
1.86
7.40
5.48
2
1.86
2.40
5.76
3
1.88
3.24
1.05
4
1.86
2.40
5.76
5
1.89
4.24
1.80
= 0.462
= 7.61
평균값 = 1.85
표준편차 = 1.74
표준오차 = 3.49
(7) 금링 (외경)
측정값x(m)
편차()
1
1.94
-1.90
3.61
2
1.98
1.60
2.56
3
1.95
-9.00
8.10
4
1.96
1.00
1.00
5
1.96
-4.00
1.60
= 0.490
= 1.55
평균값 = 1.96
표준편차 = 7.87
표준오차 = 1.57
(8) 머리카락 두께
측정값
편차 (-)
(-)2
1
7.02
5.12
25.0
2
7.21
3.13
9.00
3
7,43
1.21
1.00
4
7.90
4.02
16.0
5
7.66
1.04
1.00
= 0.903
= 95.0
평균값 = 75.0
표준편차 3.00
표준오차 866
(9) 작은 쇠구슬의 지름
측정값x(m)
편차()
1
1.27
7.11
4.92
2
1.27
2.01
0.432
3
1.27
2.03
0.435
4
1.26
-8.42
6.41
5
1.27
2.22
0.425
= 152.15
= 2.78
평균값 = 12.68
표준편차 = 1.50
표준오차 = 4.33
(10) 큰 쇠구슬의 지름
측정값x(m)
편차()
1
1.90
4.12
1.63
2
1.90
4.12
1.63
3
1.89
-1.11
0.12
4
1.89
-6.32
3.62
5
1.90
4.23
1.64
= 227.55
= 25.7
평균값 = 18.9
표준편차 = 1.46
표준오차 = 4.21
(11) 쇠자의 두께
측정값x(m)
편차()
1
1.20
0.00
0.00
2
1.20
0.00
0.00
3
1.20
0.00
0.00
4
1.20
0.00
0.00
5
1.20
0.00
0.00
= 14.4
= 0.00
평균값 = 1.20
표준편차 = 0.00
표준오차 = 0.00
6. 결과에 대한 분석
‘길이의 측정’ 실험은 버니어캘리퍼, 마이크로미터의 사용법과 측정원리를 배우고 물체의 길이, 원통의 내경과 외경을 측정함으로써, 여러 가지 측정도구의 사용법을 알고 숙달하기 위한 실험이다. 그리고 이러한 측정과정에서 발생하는 오차가 결과에 미치는 정도를 계산하는 것을 이번 실험의 목적이다.
첫 번째 도구인 버니어 캘리퍼는 자의 최소 눈금을 1/10 까지 또는 그 이상의 정밀도까지 읽을 수 있도록 고안된 장치이다. 두 번째 도구인 마이크로미터는 피치가 매우 작은 나사 주위에 눈금을 새겨 놓아서 360° 회전할 때마다 0.500mm 씩 이동하고 눈금은 50등분하여 0.001mm 까지 읽을 수도 있다.
먼저 마이크로미터를 이용하여 샤프심의 두께를 측정해 보았다. 샤프심을 엔빌과 스핀들 사이에 수직으로 끼워서 돌리개를 돌려 샤프심의 두께를 측정하였다. 우리가 흔히 사용하는 샤프심은 0.5mm로 알려져 있다. 이번실험에서 샤프심의 두께의 평균이 0.557mm로 측정되었다. 보기에는 오차가 많이 나는 것 같지만 1/100mm단위 이므로 근사한 값을 얻은 것 같다. 각 조원마다 일치하는 눈금을 판단하는 기준이 다르기 때문에 여기서 오차가 생기게 된 것 같다. 그리고 마이크로미터를 이용하여 물체의 두께를 측정 할 때 측정부위의 이가 서로 물리게 되는 정도에서 손잡이의 끝에 돌리개를 돌려 물체가 빠지지 않을 정도가 될 때, 눈금을 읽는다. 여기서 돌리개를 계속 돌린 것이 측정값의 오차가 커지게 되는 요인이 된 것 같다.
버니어캘리퍼스는 내경과 외경, 깊이를 모두 잴 수 있는 측정도구이다. 버니어 캘리퍼스를 이용해 금링의 내경을 잰 측정값의 표준오차가 약 3.49로 가장 크게 측정이 되었다. 금링의 외경의 측정은 순조로웠지만 내경의 측정이 어려웠다. 금링이 정확하게 원이 아니라 힘을 받아서 변형된 타원 형태였다. 그래서 정확한 지름의 위치를 찾기가 어려웠다. 이 모든 것이 오차의 원인이 된 것 같다. 금링을 사용 했던 것을 또 쓰지 않고 매 실험하다 새것을 쓴다면 정확한 값을 측정 할 수 있을 것이다.
마이크로미터를 이용하여 측정한 값의 표준오차가 버니어캘리퍼스를 이용하여 측정한 값의 표준오차보다 적게 측정되었다. 버니어캘리퍼스를 이용한 실험에서 왜 표준오차가 크게 나왔는지 생각해보았다. 먼저 눈금을 읽는 모든 실험에서 물체를 수직으로 넣지 않았고, 고정나사를 꽉 조이지 않았다. 고정나사를 조이는 정도를 항상 같게 할 수가 없고, 눈금을 읽을때 눈금을 수직으로 내려다보지 않은 게 오차의 원인이 된 것 같다. 그리고 버니어캘리퍼스로 이용하여 값을 측정할 때 물체가 정확하게 영점에서 시작하지 않고 영점보다 앞선 지점에서부터 값이 측정이 되었다. 그래서 영점에서부터 길이를 재지 않고 사람이 임의로 영점이 되는 점을 정해 그 시작점부터 끝부분까지의 거리를 측정하였다. 여기서 오차가 생기게 된 것 같다.
마이크로미터를 이용한 실험에서는 영점을 정확하게 맞추기 위해 주의를 기울이고, 책을 통해 올바른 사용법을 정확하게 알아가서 오차가 적게 측정된 것 같다.
이번 실험을 통해 측정도구를 이용해서 물건의 두께, 외경, 내경, 깊이 등을 측정할 때 여러 요인으로 인해서 오차가 생겨 실제길이와 약간의 차이가 나는 것을 알 수 있었다. 그리고 이러한 오차가 표준편차, 표준오차, 신뢰도의 계산에 큰 영향을 미친다는 것을 알게 되었다. 복잡한 실험을 하는 경우에는 작은 오차가 실험에 큰 영향을 미칠 수 있으므로 주의를 기울이고 여러 번의 측정을 통해 오차를 줄이는 것이 필요하다.
이번 실험은 주어진 물체에 대해 두께, 외경, 내경, 깊이 등을 측정하는 것이므로 이번 실험에서 가장 중요한 것은 측정 대상의 고유 값에 대한 오차를 줄이는 것이라고 할 수 있다. 하지만 익숙하지 않은 도구의 사용으로 인해 측정한 값의 오차를 크게 줄이지 못해 만족스러운 실험이 되지 못했다. 여러 번의 실험으로 도구의 사용법을 익히고 오차를 줄일 수 있도록 실험할 때 더욱더 주의를 기울이고 노력해야겠다는 필요성을 느꼈다.
소개글