실험3 구심력centripetal force 결과보고서

소개글

실험3 구심력centripetal force 결과보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

[1] 측정값 및 결과
[2] 토의
[3]참고문헌

본문내용

의 상대오차 =
3. 반경(r)=13cm
r측정의 상대오차 =
평균()= =
=
w측정의 상대오차 =
4. 반경(r)=12cm
r측정의 상대오차 =
평균() = =
=
w측정의 상대오차 =
5. 반경(r)=11cm
r측정의 상대오차 =
평균()==
=
w측정의 상대오차 =
값을 구할 때 사용되는 질량, 반경, 각속도 중, 질량은 천칭의 계기오차가 적고 반경에는 앞에 질문에서 오차가 크지 않을 것 이라 생각해보았다. 그렇다면 이러한 오차를 발생시킨 원인에는 각속도가 있을 것이라 예상되는데, 그 이유를 생각해보면 구심가속도를 측정할 때 정확한 값을 구하기 위해 실이 Rotating Platform에 수평하게 그리고, side post assembly와 수직이 되게 조작을 해서 분홍 원반이 지나가야할 지점을 정확하게 하려 했지만, 이 과정에서 오차가 발생할 수 밖에 없고, 더 큰 원인은 구심가속도를 Photogate Timer로 측정을 할 때, 실험자가 분홍원반이 표시점을 통과하는 시점을 일정하게 측정할 수 없음에 있을 것이다.
하지만 이번 질문에서 r,w측정의 상대오차를 구했을 때, 반경r에대한 상대오차는 각속도에 대한 상대오차보다 컸다. 따라서 생각과는 달리 이번 실험에서 측정하는 반경이 작아 계기오차에 많은 영향을 받았고 그 결과 상대오차로 보았을 때, 각속도보다 오차에 더 기여하는 것으로 나타났다.
(2) 실험과정 및 결과에 대한 검토
이번 실험에서는 원운동하는 물체에 작용하는 구심력을 (질량)(구심가속도)식과 식을 이용해 구해보고 그 과정에서 반경 r을 바꿔가며 값을 구해보고, 추의 무게를 바꿔가며 구해서 상대적으로 정확한 값, 즉 (질량)(구심가속도)를 참값으로 정해 상대오차를 구해 그 관계를 알아보았다.
실험1
실험을 하고나서 결과보고서를 쓰기 전 질문을 보았을 때, 반경이 짧을수록 각속도가 크므로 측정하기에 어려움이 있을 것이고 오차 또한 크게 나타날 것이라고 예상하였다. 하지만 결과 값을 구해보니 반경이 클수록 오차가 커지는 경향을 보였는데, 그 이유를 생각해보니 실험을 진행하면서 각속도를 측정하는 시점은 분홍원반이 구심력측정 전 분홍 원반 표시점을 지나치는 시점인데 오히려 반경이 커서 속도가 느릴수록 측정을 해야 하는 지점을 지나가는 시간이 길어 그 시점이 불명확할 수 있고 반경이 크면 속도가 느린데다가 반동은 크기 때문에 그 지점을 잡기 어려울 것이라는 생각이 들었다.
실험2
이 실험에서는 구심력을 측정할 때, 반경을 일치시키고 추의 질량을 바꿔 각속도에 차이를 줘 그 상대오차를 구해 비교해 보았다. 이 실험에서는 추의 질량이 가벼워 속도가 느렸던 두 번째 과정에서 오차가 더 적었는데, 앞에 실험에서 생각했었던, 속도가 느리다면 더욱더 측정이 어렵다는 생각과 반대되는 실험 결과값을 얻었다. 따라서 오차에 영향을 주는 것은 각속도임이 보여진다.
실험1에서도 경향에 예외되는 11cm에서의 경우도 있었고, 실험2는 실험의 횟수가 적어 오차가 발생했을 수도 있음을 생각해보면 실험의 목적이었던 구심력과 구심가속도의 표현식의 정당함은 이 실험에서 각속도를 정확히 구해내지 못했기 때문에 확인을 정확하게하기엔 어려움이 있는 것 같다.
[3]참고문헌
[네이버 지식백과] 중력 가속도 [重力加速度, gravitational acceleration] (자동차 용어사전, 2012.5.25, 일진사)
[네이버 지식백과] 상대오차 [relative error, 相對誤差] (두산백과)
[네이버 지식백과] 중력가속도 (용어해설)
물리학실험1(저자 : 김기홍 외 14명, 발행 : 2015년 2월 25일 편자: 아주대학교 물리학실험실 p29~31)

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