[A+] 성균관대학교 일반물리학실험 Borda 진자

목차

1. 실험결과
2. 실험결과분석
3. 분석결과고찰
4. 실험결론
5. 참고문헌

본문내용

Q. 실험결과의 오차는 어디서 비롯되었는가?

① 공기와 진자의 마찰
진자와 공기의 마찰로 인해 진자는 오로지 중력만의 영향을 받을 수 없었다. 공기의 저항력은 진자의 운동방향의 반대로 힘을 작용한다. 따라서 진자가 상승하는 운동을 할 때에는 진자의 속력이 빠르게 줄어들어 실험을 통해 측정한 중력가속도 값이 크게 나올 것이다. 반대로 진자가 하강하는 운동을 할 때에는 진자의 속력이 천천히 증가하여 실험을 통해 측정한 중력가속도 값이 작게 나올 것이다. 공기의 저항을 무시할 수 있는 방법은 실험을 진공상태인 곳에서 진행하는 방법 밖에 없으므로 공기와 진자의 마찰로 인하여 생기는 오류는 피할 수 없는 오차이다.

② 고정되지 않은 회전축
본 실험에서 진자는 회전축을 기준으로 하여 주기운동을 하였다. 그런데 실험 중간 중간에 진자의 회전축이 끊임없이 위치가 변하는 모습을 관찰 할 수 있었다. 회전축의 위치가 변하면 진자의 이동경로 또한 바뀌게 되어 진자의 운동에 큰 영향을 미칠 수 있다. 진자의 이동경로가 변한다면 실험값은 이론값과 달라질 수 밖에 없다.이는 진자의 무게가 지나치게 빠르거나, 진자의 속력이 빨라 발생되는 문제일 수도 있다. 하지만 회전축이 고정되어 있었다면 이같은 문제가 발생하지 않을 수 있다. 세번째 실험부터 테이프를 이용해 임시로 회전축을 고정했지만, 여전히 아쉬움이 남는다.

③ 카메라에 완전히 담지 못하는 진자의 운동
카메라는 2차원의 모습을 담을 수 밖에 없다. 따라서 카메라 렌즈와 평행한 방향의 운동은 담을 수 있으나, 렌즈와 수직인 방향의 운동은 담을 수 없다. 따라서 촬영한 동영상을 Tracker Software로 분석하게 되면 일부 운동이 무시된 상태로 분석을 진행 할 수 밖에 없다. 진자의 운동을 정확하게 분석하기 위해서는 자이로스코프와 같이 전문적인 기계가 아마 필요 할 것이다.

참고 자료

[일반물리학실험], 성균관대학교 물리학과 물리실험위원회