[아주대학교] 물리학실험1-측정과 오차 결과보고서 레포트

소개

아주대학교 물리학실험1- 측정과 오차 결과보고서 입니다.
20점 만점 중 평균 19.5점으로 거의 만점에 가까운 점수로 a+받은 보고서입니다.

목차

I. 실험 1 반응시간 측정
1. 측정값
2. 실험값 계산 및 결과

II. 실험 2 자유낙하를 이용한 중력가속도 측정
1. 측정값
2. 실험값 계산 및 결과

III. 실험 3 원통형 시료
1. 측정값
2. 실험값 계산 및 결과

IV. 실험 4 직육면체 시료
1. 측정값
2. 실험값 계산 및 결과

V. 질문에 대한 토의
1. 질문 1. 만일 10번 대신 1000번을 측정한다면 결과는 어떻게 달라질 것인가? 또 평균의 표준편차는 어떻게 달라질 것인가?
2. 질문 2. 자기 자신의 반응시간을 이용하여 다음을 계산해보자. 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.
3. 질문 3. 어떤 물리량을 계산하기 위하여 사용한 수식이 근사식일 경우에 그 물리량은 ‘이론오차’를 갖게 된다. 식(13)은 평균속도를 사용하여 평균가속도를 계산한다. 이 두 번의 평균 과정 중 어떤 과정에 이론오차가 발생할 수 있는가?
4. 질문 4. 측정한 중력가속도의 범위(평균값 표준오차)에 알려져 있는 의 값이 들어가는가?

VI. 실험과정 및 결과에 대한 토의

본문내용

질문 1. 만일 10번 대신 1000번을 측정한다면 결과는 어떻게 달라질 것인가? 또 평균의 표준편차는 어떻게 달라질 것인가?

A1. 평균의 표준편차, 즉 표준 오차 sigma _{x _{av}} = {sigma } over {sqrt {N}} ( sigma :표준편차,``N:측정횟수)는 측정횟수와 반비례 관계이므로 N이 커질수록 표준오차의 값은 작아진다. 즉 10번을 측정한 것 보다 1000번을 측정하는 것이 오차값이 더 줄어들어서 보다 정확한 측정값을 얻을 수 있다.

질문 2. 자기 자신의 반응시간을 이용하여 다음을 계산해보자. 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.

A2. 단위가 m니 80km/h를 m/s로 바꾸면 {80km} over {1h} TIMES {1h} over {3600s} TIMES {1000m} over {1km} =22.222 CDOTS m/s가 나오므로 약 22.222m/s라 볼 수 있다. 자동차는 80km/h로 등속운동하고 있었으므로 긴급상황이 발생하여 브레이크를 밟는 순간까지 차가 움직인 거리s=vt로 나타낼 수 있다. 이를 계산해보면
s=22.222m/s TIMES (0.17329289 +- 0.00611842715)(sec) image 3.8509146 +- 0.1359637(m)이므로 나의 반응시간을 이용하여 계산한 거리는 3.8509146 +- 0.1359637(m)가 된다.

참고자료

· 「물리학실험 제 12판」,아주대학교 출판부, 2018, (p.7~p.20, p.269)