금속의 선팽창계수 측정 결과레포트

목차

질문 1) 특별한경우를 제외한 금속이 온도에 따라 팽창하는 이유는 무엇일까?

질문 2) 40cm 강철과 놋쇠 자를 15℃에서 만들었다. 40℃에서 두 자의 길이 차는 얼마인가?

질문 3) 온도의 범위가 넓을 때와 온도범위가 좁을 때의 α값을 비교해보자.

※ 실험결과

※ 고 찰

본문내용

3
2
2.0*10^-3
2
2.29*10^-3
평균
1.75*10^-3
평균
2.0*10^-3
평균
2.29*10^-3
선팽창계수 실험값 α [ /℃]
1.02*10^-4
1.17*10^-4
1.17*10^-4
선팽창계수 이론값 α [ /℃]
1.67×10-5
1.89×10-5
2.3×10-5
오차(%)
84%
84%
80%
알류미늄
구 리
놋 쇠
※ 고 찰
세가지 금속을 통한 선팽창계수의 측정실험을 해 보았다. 실험결과 이론값보다 더 큰 실험값이
나왔는데 이 이유에 대해 생각해 보았다.
첫째로, 금속막대에 붙어있는 고정축이다. 위의 그림을 보면 a는 다이얼 게이지를 압축하는
부분이고 b는 금속을 고정시키는 부분이다. 세가지의 금속막대에 모두 공통적으로 붙어있는
장치이지만 재질은 스테인리스스틸로 추정된다. 금속막대의 온도가 상승하면서 팽창함에 따라
a, b도 온도가 상승하고 팽창하게 될 것이다. 하지만 시료와 스테인리스 스틸의 열팽창률을
같지 않으므로 오차를 발생시킬 수 있다.
둘째로, 모션센서의 기어가 끼워져 있는부분에서 오차발생의 원인이 생길 수 있다. 위의
그림은 모션센서 기어의 개략도 이다. A의 왼쪽에 모션센서가 연결되어있고, B부분의 위쪽에
시료막대가 접촉되어 있을것이다. 시료막대가 팽창함에 따라 B를 돌리고 그 돌림힘이 A를
통해 모션센서에 전달된다. 그 과정에서 C부분은 위쪽에서 아래부분으로 회전을 하게 되는데
C부분도 역시 질량을 갖고 있기 때문에 중력의 영향을 받을 것이다. 그럼으로 인해 모션센서는
실제 팽창한 길이보다 더 많이 움직이게 되어 오차가 발생하게 된다.

키워드

물리실험,   결과,   금속선팽창,   알파,   선팽창계수