[A+] 측정과 오차 실험 결과 레포트

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목차

실험 1 반응시간 측정
[1] 측정값
[2] 실험값 계산 및 결과

실험 2 중력가속도 측정
[1] 측정값
[2] 실험값 계산 및 결과

실험 3 원통형 시료
[1] 측정값
[2] 실험값 계산 및 결과

실험 4 직육면체 시료
[1] 측정값
[2] 실험값 계산 및 결과

[3] 결과 및 토의
[4] 참고 문헌

본문내용

을 측정한다면 결과는 어떻게 달라질 것인가? 또 평균의 표준편차는 어떻게 달라질 것인가?
=> 표준오차는 표준편차를 으로 나눈 것인데 값이 10에서 1000으로 증가함에 따라 표준오차의 분모가 커지므로 표준오차의 값이 작아진다. 표준오차의 값이 작아진다는 것은 평균값에 더 가까워진다는 뜻이기 때문에 오차가 더욱 작아진다는 것을 예측할 수 있다.
질문 2) 자기 자신의 반응시간을 이용하여 다음을 계산해 보자. 시속 80km/h로 차를 운전하고 있다고 하자. 갑자기 긴급상황이 발생하여 차를 멈추어야 할 때 그것을 보고 브레이크를 밟는 순간까지 차가 움직이는 거리를 계산하여 m로 나타내어라.
=> 시속 80km는 80km/h=22.22 m/sec로 나타낼 수 있고 우리 조의 반응시간은 (201.47.4) msec=(0.20140.0074) sec이다. 거리=속력시간이므로 브레이크를 밟는 순간까지 차가 움직이는 거리는 22.22(0.20140.0074)(4.480.16) m임을 알 수 있다.
질문 3) 어떤 물리량을 계산하기 위하여 사용한 수식이 근사식일 경우에 그 물리량은 ‘이론 오차’를 갖게 된다. 식(13)은 평균속도를 사용하여 평균 가속도를 계산한다. 이 두 번의 평균 과정 중 어떤 과정에 이론 오차가 발생할 수 있는가?
=> 식 13은 이다. 평균 가속도를 계산할 때 근사식을 사용하는 경우 이론 오차를 갖게 된다. 또한 평균값으로 계산을 하는 과정에서 근사가 이루어지기 때문에 이론 오차가 발생할 수 있다.
질문 4) 측정한 중력가속도의 범위(평균값 ± 표준오차)에 알려져 있는 g의 값이 들어가는가?
=> 알려져 있는 g의 값은 980 인데, 우리 조가 측정한 결과는 1013.525.7 으로 알려져 있는 g의 값은 측정한 g의 값의 범위에 들어가지 않는다.
2. 실험과정 및 결과에 대한 토의
실험 1 : 이 실험은 한 사람이 위에서 자를 떨어뜨리면 다른 사람이 아래에서 떨어지는 자를 잡는 실험이었다. 떨어진 거리를 통해 반응속도를 측정할 수 있었는데, 우리 조가 측정한 평균 반응속도는 201.4 msec, 표준오차는 7.4 msec으로 반응시간은 (201.47.4) msec로 측정되었다. 표를 보면 편차가 꽤 큰 것을 알 수 있는데 이는 우연오차 때문인 것으로 추측된다. 실험을 10번이 아닌 더 많이 반복한다면 표준오차가 작아져서 더 정확한 결과를 얻을 수 있을 것이다.
실험 2 : 이 실험은 타이머와 투명 자를 이용해 자유낙하를 이용한 중력가속도를 측정하는 실험이었다. 우리 조가 측정한 평균 중력가속도는 1013.5 , 표준오차는 25.7 으로 중력가속도는 (1013.525.7) 로 측정되었다. 우리 조가 측정한 중력가속도가 알려져 있는 중력가속도보다 큰 이유는 투명 자를 낙하할 때 힘을 주고 떨어뜨려서 중력가속도가 좀 더 크게 측정된 것으로 추측된다. 따라서 투명 자를 일정한 힘으로 떨어뜨리는 기계가 있다면 더 정확한 측정값을 구할 수 있을 것이다.
실험 3 : 이 실험은 원통형 시료의 지름과 높이를 디지털 캘리퍼스로 측정하고 부피와 밀도를 측정하는 실험이었다. 우리 조가 측정한 원통형 시료의 부피는 8.684 , 표준오차는 0.023 으로 (8.6840.023) 로 측정되었다. 원통형 시료의 밀도는 8.89 , 표준오차는 0.03 으로 (8.890.03) 로 측정되었다. 부록에서 찾은 값은 8.93 으로 우리 조가 구한 밀도의 범위에는 들어가진 않지만 거의 비슷한 값을 보여주었다. 좀 더 정확한 측정값을 구하려면 디지털 캘리퍼스로 측정할 때 시료를 정확히 직각으로 세워두고 측정하면 될 것이라고 예측한다.
실험 4 : 이 실험은 직육면체 시료의 가로와 세로, 두께를 디지털 캘리퍼스로 측정하고 부피와 밀도를 측정하는 실험이었다. 우리 조가 측정한 직육면체 시료의 부피는 0.774 , 표준오차는 0.017 으로 (0.7740.017) 로 측정되었다. 직육면체 시료의 밀도는 36.82 , 표준오차는 0.82 으로 (36.820.82) 로 측정되었다. 부록에서 찾은 값은 2.70 으로 우리 조가 구한 밀도의 범위에서 한참 벗어난 값이었다. 우리 조가 구한 값이 알려진 값에서 한참 벗어난 이유는 직육면체 시료의 가로, 세로, 두께를 측정할 때 잘못 측정한 것으로 생각된다. 그리고 우리 조가 측정을 할 때 단위에 대해서 헷갈렸던 부분도 많이 있어서 측정을 했을 때 어려움이 있었던 것으로 생각된다.
[4] 참고 문헌
-물리학실험 제12판/아주대학교 출판부/p.7-20

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측정과 오차,   측정,   오차,   결과레포트,   반응시간,   시속