아주대학교 물리학실험 1. 측정과 오차 / A+

소개글

아주대학교 물리학실험의 측정과 오차 레포트입니다.
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목차

1. 실험 1 반응시간 측정
1) 측정값
2) 실험값 계산 및 결과

2. 실험 2 중력가속도 측정
1) 측정값
2) 실험값 계산 및 결과

3. 실험 3 원통형 시료
1) 측정값
2) 실험값 계산과정

4. 실험 4 직육면체 시료
1) 측정값
2) 실험값 계산과정
3) 결과 및 토의

본문내용

2. 실험과정 및 결과에 대한 토의

실험 1 : 본 실험에서는 개개인의 반응속도를 측정하는 것을 통해 평균, 표준편차, 표준오차의 개념을 공부하기 위해 수행되었다. 두 사람이 조를 이루어 수행자는 한 손으로 자 위쪽 끝을 잡고 있다가 무작위 타이밍에 놓고, 관측자는 자 밑에서 한 손을 두고 대기하다 떨어지는 것을 인지한 순간 자를 잡는다. 이 때 쥔 손의 엄지와 집게 손가락으로 잡고 있는 위치를 측정하는 방식으로 수행된다. 실제 수행 결과 측정값은 최소 13.0cm에서 최대 17.7cm까지 분포를 보였다. 본래는 최소값 10.5cm에서 최대값 22.9cm을 가지는 측정 표본이 나왔으나, 표준편차가 커져 측정의 신뢰도가 낮다고 판단해 다시 측정을 했다. 그 덕분에 10.03msec이라는 낮은 값의 반응속도 표준편차값을 얻을 수 있었다.

실험 2 : 물리상수로 자주 쓰이는 중력 가속도 G(9.8m/s^2)를 실제로 측정하는 실험을 진행하였다. 측정 방법은 적외선 센서가 달린 장치에 검은 띠가 동일 간격으로 여러 개 그려진 자를 수직방향으로 낙하시킴으로써, 기계를 통해 검은 띠들이 지나간 속도와 시간을 측정하고 이를 이용해 가속도를 계산하는 방식으로 진행된다. 이에 측정값들은 최소 954.3cm/s^2에서 최대 984.8cm/s^2의 분포를 가지며, 이는 잘 알려진 중력 가속도 G 값보다는 다소 평균값(969.45cm/s^2)이 낮다. 이 전반적으로 낮은 분포에는 사람이 수행하는 실험의 한계 상 추락하는 검은 띠가 그려진 자가 지표면과 정방향으로 수직을 이루지 못한 것이 원인으로 보이며, 계통오차 중 하나인 개인오차 “계통오차”, <북스힐 지구과학사전>, 2009. 8. 30, <https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=977580&cid=60248&categoryId=60248>, (2019. 7. 10).
로 보여진다.

실험 3 : 디지털 캘리퍼스를 이용해 원통형 시료의 지름 길이와 높이를 측정하는 실험이다.

참고 자료

조두진 외, 『제12판 물리학실험』, 아주대학교 출판부, 2018, 7쪽.
“계통오차”, <북스힐 지구과학사전>, 2009. 8. 30, <https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=977580&cid=60248&categoryId=60248>, (2019. 7. 10).