물리실험 <막대의영률측정> 예비+결과 A+

소개글

물리실험 <막대의영률측정> 예비+결과 A+에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적

2. 실험에 관한 이론
1) 영률(Young's modulus)
2) Stress (응력)
3) Strain (변형)
4) 변형률
5) Elasticity (탄성)
6) 후크의 법칙과 탄성계수와의 관계
7) 이론식의 유도

3. 실험기구

4. 실험방법

5. 실험결과
1) 구리
2) 철
3) 황동(구리+아연)
5) 실험값과 표준값과의 비교

6. 결과에 대한 분석

본문내용

38*
4.37*
4.40*
4.39*
4.41*
4.39*
폭 a(m)
2.00*
2.10*
2.10*
2.00*
2.00*
2.04*
길이 L(m)
4.80*
4.81*
4.81*
4.82*
4.80*
4.81*
▣ Y 측정
추의무게(kg)
Micrometer 눈금(m)
막대의 휨d(m)
W/d(N/m)
Y(N/)
추의 증가
추의 감소
평균
0
1.91*
1.91*
1.91*
-
-
-
0.1
1.91*
1.91*
1.91*
1.50*
6.53*
1.05*
0.2
1.90*
1.91*
1.90*
3.00*
6.53*
1.05
0.3
1.89*
1.89*
1.89*
1.35*
2.18*
3.51*
0.4
1.88*
1.87*
1.88*
3.00*
1.31*
2.10*
0.6
1.85*
　
1.85*
5.55*
1.06*
1.71*
평균값
5.67*
(3) 황동(구리+아연)
횟수
1
2
3
4
5
평균값
두께 b(m)
4.18*
4.16*
4.19*
4.19*
4.18*
4.18*
폭 a(m)
2.10*
2.10*
2.00*
2.20*
2.10*
2.10*
길이 L(m)
4.80*
4.81*
4.81*
4.82*
4.80*
4.81*
▣ Y 측정
추의무게(kg)
Micrometer 눈금(m)
막대의 휨d(m)
W/d(N/m)
Y(N/)
추의 증가
추의 감소
평균
0
1.86*
1.86*
1.86*
-
-
-
0.1
1.86*
1.76*
1.81*
5.45*
1.80*
3.26*
0.2
1.82*
1.82*
1.82*
3.85*
5.10*
9.22*
0.3
1.81*
1.82*
1.82*
4.60*
6.39*
1.16*
0.4
1.80*
1.81*
1.80*
5.95*
6.59*
1.19*
0.6
1.76*
　
1.76*
10.5*
5.60*
1.01*
평균값
9.23*
※ 실험값과 표준값과의 비교
실험값
(N/m2)
표준값(부록참고)
(N/m2)
오차
[｜실험값 - 표준값｜]
(N/m2)
구리
1.32*
1.20*
1.20*
철
5.67*
2.20*
2.20*
황동
9.23*
1.05*
1.05*
6. 결과에 대한 분석
막대의 영률 측정’ 실험은 금속 막대 (구리, 철, 황동)의 중심에 추걸이를 통하여 추를 달아 마이크로미터로 막대의 휨을 측정하여 금속막대의 영률을 계산해 보는 실험이었다. 측정값을 통해 영률(Y)을 구해 이미 알려져 있는 영률(Y)의 표준 값과 비교해보는 실험값을 어느 정도 예측 할 수 있었던 실험이었다.
이번 실험은 버니어캘리퍼스를 이용하여 폭, 두께를 구간을 다섯 구간으로 나누어 측정하고 줄자를 이용하여 길이를 측정한 다음 금속막대를 영률장치에 올려놓고 추걸이를 달아 추를 증가 시키면서 추의 무게로 인해 발생하는 휨 정도를 마이크로미터가 닿게 하여 꼬마전구에 불이 들어오는 순간을 측정함으로써 막대의 휨을 측정하는 실험이었다.
가장 먼저 두께, 폭, 길이를 측정하였는데 사람의 눈으로 정확하게 측정값을 읽는 데는 한계가 있기 때문에 여기서 오차가 생기게 된 것 같다. 그리고 길이를 측정할 때 줄자를 이용하여 측정하였는데 줄자의 경우 미세한 값을 읽을 수 없기 때문에 여기서 오차가 발생하게 된 것 같다.
추걸이를 금속 막대에 달아 추를 증가 시키면서 막대의 휨을 마이크로미터가 닿게 하여 꼬마전구에 불이 들어오는 순간을 측정하였다. 이번 실험에서 가장 어려웠던 점은 불이 켜지는 순간을 정확하게 정하기가 힘들었다. 전구가 오래되고 이미 많은 실험으로 인해 건전지가 많이 사용되어서 불이 희미하게 들어오거나, 불이 들어와서 길이를 측정 하였는데 불이 갑자기 꺼지는 경우도 발생하였다. 그리고 불이 켜지는 순간을 판단하는데 사람마다 차이가 있고 실험실이 어둡지 않고 전구의 빛도 밝지 않았기 때문에 전구에 불빛이 언제 들어오는지 캐치해 내는 것이 어려웠다. 어두운 계열의 종이를 전구근처에 설치해 놓으면 불빛이 언제 들어오는지 캐치해 냄으로써 더 정확한 실험을 할 수 있을 것 같다.
추걸이에 추를 증가 시킬 때 추걸이가 고정되지 못하고 계속 흔들렸다. 추걸이가 흔들리면서 금속 막대도 흔들리게 되었다. 이 모든 것이 오차의 원인이 된 것 같다. 금속막대에 추걸이를 고정시킬 수 있는 홈이나 고정 시킬 수 있는 장치가 있다면 더 정확한 값을 얻을 수 있을 것 같다.
계산을 하면서 유효숫자 자리수를 맞추다보니 구리와 철의 Micorometer 눈금의 첫 번째와 두 번째 값과 황동의 세 번째 네 번째 값이 같게 되면서 막대의 휨(d)이 0이 나오게 되었다. W/d의 분모가 0이 되어서 값을 구할 수 없게 되어서 계산을 할 때에는 5자리로 측정한 값으로 계산하고 마지막에 유효숫자 자릿수를 맞춰주었다. 추의 무게 증가량을 0.1kg씩 밖에 해주지 않아서 Micorometer 눈금의 변화량이 적어 유호숫자 3자리로 하니 같은 값이 많이 나오게 되었다. 이러한 미세한 값을 측정할 때에는 추의 무게를 더 많이 증가 시켜서 변화량이 크게 나오게 하는 게 측정값을 계산하는데 용이 할 것 같다.
이번 실험에서 가장 기억에 남는 것은 철의 영률(Y)의 오차가 가장 크게 나타 난 것이다. 철이 구리나 황동에 비해서 이미 많이 휘어져 있어서 오차가 가장 크게 나타나게 된 것 같다. 실험 전에 이렇게 휘어져 있는 것을 힘으로 펴서 평평하게 만들어 실험을 한다면 오차를 줄일 수 있을 것이다.
길이의 측정과 같이 이번 실험도 측정도구를 사용하여 측정값을 읽는 실험이었다. 측정 도구를 이용하여 실험을 할 때에는 사람의 눈이나 감각으로 길이를 측정하므로 측정도구에 대한 사용법을 정확하게 익히고 주의를 많이 기울여서 정확한 값을 얻도록 노력하는게 중요한 것 같다. 매 실험마다 주의사항에 대해 준비를 해가도 실험을 하면서 예상치 못한 곳에서 주의할 사항이 더 생기게 되는 것 같다. 이런 것은 경험을 통해 알 수 있는 것이므로 앞의 조에게 실험의 주의 사항에 대해 듣고 한 가지가 아닌 여러 실험 책을 참고하여 미리 주의할 사항에 대해 많이 알아 가면 더 정확한 실험값을 얻을 수 있을 것 같다. 다음번에는 더 정확한 실험을 위해 많은 책을 참고하여 오차를 줄이고 정확한 실험을 하도록 노력할 것이다.

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