[물리실험] 버니어캘리퍼를 이용한 길이(마이크로미터)와 곡률반경(구면계) 측정 실험

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 결과 DATA
6. 실험결과
7. 질문 및 토의
8. 결론 및 검토

본문내용

48
0.146
0.328
0.326
0.149
0.147
0.329
0.327
0.145
0.143
0.322
0.320
0.143
0.141
평균
0.3241
평균
0.1458
표준오차
0.005763
표준오차
0.00215
c. 구면계
구면경의 곡률반경 측정
1
2
정점 사이의 거리
곡률반경
1
-0.500
5.700
6.200
63.1
110.13253
2
-0.640
5.690
6.330
63.1
107.99939
3
-0.705
5.873
6.578
63.1
104.17098
4
-0.550
5.803
6.353
63.1
107.63135
5
-0.620
5.722
6.342
63.1
107.80702
6
-0.690
5.799
6.489
63.1
105.51013
7
-0.683
5.810
6.493
63.1
105.44913
8
-0.705
5.730
6.435
63.1
106.34130
9
-0.685
5.695
6.380
63.1
107.20280
10
-0.650
5.712
6.362
63.1
107.48808
평균
6.396
63.1
106.9733
표준오차
0.106
0.00
1.673
6. 실험결과
⇒ 버니어 캘리퍼에서 내경의 표준오차는 0.11, 외경은 0.02, 작은외경은 0.03, 깊이는 0.37, 전체높이는 0.03, 중간높이는 0.03, 작은높이는 0.05가 나왔다. 표준오차가 작을수록 정밀도가 크다고 할 수 있으므로 외경 > 작은외경 = 전체높이 = 중간높이 > 작은높이 > 내경 > 깊이 순으로 정밀하게 측정되었음을 알 수 있다. 마이크로미터로는 철사의 직경과 커버글라스의 두께를 측정하였다. 철사의 표준오차가 0.005763, 커버글라스의 표준오차는 0.00215으로 나왔다. 마이크로미터를 사용하여 잰 길이는 커버글라스의 두께가 더 정밀하게 측정되었음을 알 수 있는데, 이는 철사의 두께가 일정하지 못한데다가 철사의 한 군데만을 측정한 것이 아니라 여러 군데에서 잰 데에 오차원인이 있음을 생각해 볼 수 있었다. 구면계를 이용하여 측정한 h의 표준오차는 0.106으로 그다지 정밀하게 측정되지 못하였다.
7. 질문 및 토의
뒷면에 다음 질문에 답하시오.
(1) 와 의 평균값과 표준오차를 알 때 의 표준오차를 오차의 전파를 이용해 구하시오.
⇒
(2) 질문 (1)의 답과 측정값으로부터 와 중에서 어느 값을 더 정밀하게 측정해야 하는지 설명하시오.
⇒ h를 더 정밀하게 측정해야한다. R의 표준오차는 작을수록 더 정밀한 값을 얻은 것이다.
8. 결론 및 검토
⇒ 이번 실험은 기구를 이용해 수치를 재는 실험으로 비교적 오차도 작고, 쉽게 할 수 있는 실험이었다. 그럼에도 오차가 측정되었는데 이것은 측정해야 할 부분을 정확히 측정하지 못한 것이 원인이라고 생각한다. 예를 들어 내경이나 외경측정시 지름을 재야 하지만 정확한 지름을 재지 못하게 되면 더 작은 수치가 측정 되 버린다. 또한 깊이 측정에서 정확히 수직으로 재지 않는다면 더 큰 수치가 측정된다. 그리고 마이크로미터로 철사나 커버 글라스의 두께를 측정할 때에는 모든 부분의 두께가 일정하지 않다는 점에서 오차가 발생하였다고 생각한다. 실제로 측정 대상의 여러 군데가 짓눌러져 있었다. 구면계 실험에서는 먼저 정확한 영점 조절이 힘들었다. 그리고 나사 끝이 구면에 접촉하는 순간까지 나사를 돌려야 한다는 과정에서 오차가 많이 발생하였다. 나사 끝이 구면에 닿은 순간에 약간을 더 돌려도 세 발은 구면경 위에 접촉하고 있다. 따라서 접촉하는 순간보다 나사를 덜 돌리느냐 더 돌리느냐에 따라 측정값에 차이가 생겼으며, 그에 따라 오차도 많이 발생하게 된 것이다.

키워드

구면계,   마이크로미터,   곡률반경,   곡률,   버니어 캘리퍼,   버니어캘리퍼,   Vernier Calliper,   곡률 측정