[오차분석 끝판왕, 학점A+, 성적인증] (서울시립대) 물리학및실험1 7주차 구심력 측정 - 예비+결과레포트

소개글

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목차

1. 실험의 개요와 목적

2. 실험 이론

3. 실험 순서

4. 유의사항

5. 데이터와 결과
1) 구심력이 일정할 때, 회전반경의 변화에 따른 속력 측정하기
2) 회전반경이 일정할 때, 속력과 구심력 사이의 관계 알아보기

6. 오차해석
1) 평형 위치 채택의 어려움

7. 토의
1) 실험 설계의 적절성
2) 지표 판이 지표 브래킷을 기준으로 정지하지 않고 계속 움직이는 이유
3) 오차의 원인을 줄이거나 없앨 수 있는 방법
4) 결과 해석 및 결론

본문내용

1. 평형 위치 채택의 어려움
①(계통오차) 수준기로 기울기를 맞추긴 했지만 완벽하진 않다. 회전면이 지면에 대해 기울었을 경우 구심력과 중력이 작용하는 방향 간에 이루는 각도가 주기적으로 변하면서 추가 상하운동을 하게 되어 정확한 측정이 어려워진다.
②(계통오차) 추가 운동에너지를 가져서 오차가 생긴다. 정지해있던 추가 회전하면서 생긴 운동에너지는 탄성퍼텐셜에너지와 운동에너지의 형태를 오가면서 추가 계속 상하운동을 하도록 하고, 지표 판의 위치를 바꾸어 정확한 평형 위치를 가늠할 수 없게 한다. 이는 실험 방법의 한계이므로 계통오차에 해당한다.
③(우발오차) 회전 시 추의 진동으로 인한 오차가 있을 수 있다. 구심력의 역할을 하는 스프링이 평형을 이룰 때 스프링이 가리키는 눈금은 일정하지 않았다. 따라서 평형인 위치를 정할 때 오차가 생긴다. 추를 건드리지 않아 최대한 추의 불필요한 운동을 줄일 수 있었지만 완전히 없앨 수는 없었으므로 우발오차에 해당한다.
④(계통오차) 외부 마찰력에 의해 평형 위치가 달라질 수 있다. 실험에서 구심력과 탄성력이 평형을 이룬다고 가정했지만 도르래의 마찰력 등도 같이 존재하며 이는 스프링이 움직일 때 그와 반대방향으로 작용한다. 양 방향으로 작용하기 때문에 평형이 되기 전에는 문제가 없지만, 평형에 근접한 상태에서 추에 정지마찰력을 가하여 실제 평형점이 되기 약간 이전에 멈추게 했을 수 있다. 마찰 없는 기구를 구할 수 없었으므로 이는 계통오차에 해당한다.

2. 회전하는 물체의 한계
①(계통오차) 실험기구 또는 추가 같이 돌면서 진동과 틀어짐이 생긴다. 이는 균형이 맞는 실험기구를 사용해야 보정할 수 있으므로 계통오차에 해당한다.
②(우발오차) 주기를 잴 때 돌아간 바퀴의 수를 눈으로 재야해서 오차가 생긴다. 노력에 의해 보다 정확한 시간을 잴 수 있지만 한계가 있으므로 이는 우발오차에 해당한다.

참고 자료

교양물리, 「구심력 측정」, 『교양물리 홈페이지』, <genlab.uos.ac.k>.
Magnolia kopus, 「구심력 측정 실험」, 『네이버 카페』.

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