[A+] 쿨롱의 법칙 결과보고서

소개글

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목차

[1] 측정값 및 계산
[2] 결과 및 토의

본문내용

11
4000
0.00042
6000
0.00095
[2] 결과 및 토의
이번 실험은 평행판 극판을 사용하여 직접적으로 쿨롱의 힘을 측정하여 쿨롱의 법칙을 이해할 수 있는 실험이다. 실험 장치로는 쿨롱의 법칙 실험장치, 고전압 전원 공급기(DC 0~15 kV, AC 6.3 V), 고전압 연결선이 있다. 전압, 두 전극판의 간격(d), 지름이 다른 전극판을 변화시키고 이용하며 실험을 진행했다.
‘쿨롱의 법칙’실험에서 실제 계산시에는 엑셀, 스프레드시트를 이용하여 실험값 및 이론값, 오차율을 계산하였다.
ex) [1] ( 전극판 면적 1.77^-2, 전압 2000V, 전극판 사이거리 5.000^-3 )
1.
2.
3. 을 이용하여 오차율을 계산해 보았다.
오차율 = 10.8%(소수점 첫째자리까지)
ex) [2] ( 전극판 면적 1.23^-2, 전압 2000V, 전극판 사이거리 5.000^-3 )
1.
2.
3. 을 이용하여 오차율을 계산해 보았다.
오차율 = 7.6%(소수점 첫째자리까지)
이처럼 계산하여 실험값, 이론값을 구했다.
그래프를 이용한 분석
[그림 2]은 전극판 면적1.77^-2, 전극판 사이의 거리 5.00^-3 일 때 전압 2000V,4000V,6000V의 질량m을 이용한 것이다. 이를 통해 이론에 의하면 저울에 측정된 질량은 전압의 제곱에 비례해야 했으나 다음 그림처럼 미세한 오차가 발생함을 확인할 수 있다. 실험을 진행하며 사람의 육안으로 평형을 확인하고 책상의 약한 진동에 의해 측정값이 변했을 수 있다. 이 때문에 아무리 전자 저울의 수평조절나사로 조절해도 수평이 아닌 상태가 될 수있다. 그리고 쿨롱 상수를 결정할 때 유전율을 진공상태의 유전율로 계산한 점도 오차 발생에 영향을 끼쳤을 것이다. 또한 미세한 온도에 의한 측정값 변화가 있을 수 있다.
[그림 3]는 전극판 면적 1.77^-2, 전압 4000V일 때 전극판 사이의 거리(m) 5.00^-3, 1.00^-2, 1.5^-2의 질량을 이용하여 분석한 것이다. 이를 통해 [그림 3] 또한 [그림 2]과 같이 미세한 오차가 발생 했음을 확인 할 수 있다. 이 또한 [그림 2]와 같은 이유로 오차가 발생 했을 수 있다.
더불어 실험 [1],[2]는 각각 다른 면적의 판을 사용했다. 를 이용해 분석해보면 [2]에서 면적은 [1]의 면적의 69%임을 0.0123([2]의 면적)/0.0177([1]의 면적)을 이용하여 알 수 있다

키워드

쿨롱,   coulomb,   측정값