[A+, 그래프 및 오차결과 상세] 쿨롱의 법칙 결과레포트

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목차

1] 실험결과
2] 결과 분석
3] 오차 논의
4 ] 토의

본문내용

22
4500
-0.39
-0.40
-3.62
5000
-0.48
-0.50
-3.94
5500
-0.58
-0.60
-4.08
6000
-0.69
-0.72
-4.12
6500
-0.84
-0.84
-0.37
7000
-0.99
-0.98
1.23
7500
-1.11
-1.12
-1.13
2] 결과 분석
<분석 1> 극판 사이의 거리의 함수로 쿨롱힘 측정
전압을 5kV로 일정하게 한 후 반지름 12.5 인 극판을 이용해 극판사이의 거리를 변화시키면서 질량으로 표시한 힘을 측정하였다. 유효숫자는 3자리로 통일하였다.극판 사이의 거리()
질량으로 표시한 힘()
10
-1.31
1
-0.6
20
-0.48
<분석 2 > 결과 그래프 분석
실험결과를 그래프로 차트화했을 때, 극판의 반지름의 크기에 상관없이 이론에 대하여 이론치와 전압이 증가 할수록 오차가 생김을 알 수 있고, 전압의 증가함에 따라 표준 오차 또한 증가함을 알 수 있다. 거리가 가까울 때 외부 환경에 대한 전하의
이동으로 거리가 멀 때는 거리 차에 대한 효과로 오차의 크기가 커진다.
3] 오차 논의
이번 실험은 전압을 일정하게 했을 때 또는 축전기 극판의 간격을 일정하게 함으로써 그에 따른 각각의 극판의 거리변화, 그리고 전압의 변화를 알아보는 실험이었다. 이번 실험에서는 우리가 예상했던 실험 결과에 크게 벗어나지 않은 범위에서 대체적으로 안정된 값의 데이터 값들을 도출 해 낼 수 없었다. 하지만 이론적인 값이 나오지 않은 오차들을 보여 주었으므로 이번 실험에서의 몇 가지 오차 원인을 찾아보고자 했다.
① 극판의 평행에 의한 오차
이번 실험에서 극판의 평행을 맞추기는 이번 실험에서 가장 어려웠던 것 같다. 특히 극판의 평행을 맞추었다 하더라도 극판끼리 수직으로 일치하게 맞추기가 매우 어려웠다. 때문에 극판은 서로 완벽하게 같은 면을 바라보고 평행하게 있지는 않았다. 즉, 극판끼리의 평행을 맞추는 데의 어려움 또한 극판끼리 일직선으로 배열하는 것 이 두 가지 요소가 완벽함을 이루지 못해 이번 실험에서 오차가 발생한 것 같다. 이 같은 원인이 이번 실험에서 가장 큰 오차를 발생하게 한 요인 같다.
② 고주파, 전기장에 의한 오차
전압계를 사용하면서 고전압을 출력 할 때 기계에서 고주파 음이 발생하였다. 이처럼 소리 에너지가 발생했다는 것은 전압을 발생하는 장치에서 전기에너지의 일부분이 소리에너지로 전환되었다는 것을 알 수 있다. 또한 전기장이 두 극판 사이의 중간 영역에서는 균일하나 극판의 모서리 부근에서는 휘어진 모양을 하게 되는데, 그로 인해 두 극판 사이에 발생하는 전하의 힘이 100% 전달되지 못해서 그런 것 같다.
③ 실험자에 의한 오차
마이크로미터를 조정할 때나 전압을 조정할 때에는 실험자가 직접 손으로 하게 되는데, 이 과정에서 부정확하게 조정하여 오차가 발생할 수 있고,극판에 남아있는 전하를 없애주는 과정에서 (-)극과 (+)극이 제대로 쇼트되지 않았을 수 있다. 그 외에도 계산하는 과정 중 근사를 사용했기 때문에 오차가 발생할 수 있다.
4 ] 토의
이번 실험은 콘덴서 판을 이용하여 쿨롱의 힘을 실험적으로 측정해보는 실험이다. 다양한 조건들을 변화시켜 가면서 쿨롱의 힘이 어떠한 변수들에 의해서 영향을 받는지를 알아 볼 수 있었다. 즉, 극판사이의 거리, 두 극판 사이의 전압, 그리고 극판의 넓이를 독립변수로 하여 실험을 한 결과 이러한 변수들과 전기력과의 관계를 알 수 있었다. 위의 결과를 통해서 C는 극판의 넓이에 비례하고 거리에 반비례 한다는 것을 대략적으로 볼 수 있었고, 힘은 전압의 제곱에 비례하고 거리의 제곱에 반비례 한다는 것을 알 수 있었다.

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쿨롱의 법칙,   결과레포트,   중앙대학교