기초물리학실험 3-7

기초물리학실험 3-7

기초물리학실험 3-7.hwp

본문 이번 실험을 간단히 말하자면 한 물체에 작용하는 중력(등가속도)을 물체에 연결된 줄의 장력으로 전환시켜 그 장력으로 또 다른 두 물체를 회전시켰을 때의 상황에서 R, r, h, t, M, m을 측정하여 M에 따른 관성모멘트를 비교하는 것이다. 실험에 있어서 유의해야 할 점으로는 1. 수준기로 장치의 수평을 유지하기 위해 밑판의 나사를 돌려 적절히 조절시켜놓았고, 2. 물체 m1, m2가 질량이 같은지 전자저울로 재어보았고(정확히 맞음), 3. 또 두 물체가 회전축으로부터 같은 거리(r)만큼 떨어져있게(버니어캘리퍼스를 이용하여) 놓은 후 단단히 고정시켰다. 그리고 이건 실험을 하다가 갑자기 떠오른 생각이었는데(결국 조교님의 힌트) 4. 추를 떨어뜨리기 위해 회전축에 낚싯줄을 감을 때 회전축에 고르게(엉키지 않게, 헐렁하지 않게, 추가 오르락내리락하지 않게) 감게 하는 것과 도르래의 위치와 줄이 감긴 위치까지 줄이 수평하게 되어있는지가 정말 중요했다. 왜냐면 오차의 point가 시간(추가 떨어지는) 이라고 하셨는데, (식에서는 보이지 않지만 t가 변하면 각속도 w가 변하기 때문이다.) 만약 낚싯줄이 엉켜서 추가 수직이 아닌 수평으로 운동하거나 운동하다가 순간 멈칫하면서 내려온다면, t값이 정확히 측정되지 않을 수 있기 때문이다. 그리고 5. 낙하거리는 임의의 기준점을 정해야했기 때문에 1번의 수준기를 이용한 수평유지가 중요했고, 낚싯줄이 바닥까지 내려갈 길이가 되지 않았기 때문에 바닥으로부터의 일정한 높이를 가진 평평한 바닥이 있는 보조실험장치가 필요했다. 또 낙하시간은 한 사람의 관점으로만 측정해야했다. 6. 이 실험에서는 광검출기타이머를 사용하지 않고 직접 사람의 손으로 타이머를 눌러야 했기 때문에 정말 정말 신중하게 측정해야했다. 1)은 실험이라기보다는 2)를 위한 정확한 측정 정도가 될 수 있겠다. m에 따른 r을 측정할 때, 회전축의 정 가운데와 m1, m2의 정 가운데를 맞추어 측정하는데 주의했고, h도 계산하기 쉬운 값으로 고정시키는데 주의했다. 2) - ①, ② 실험에서는 질량 m에 따른 평균 t를 측정하고 각각의 I1을 측정한 결과 오차가 각각 4.656배, 5.340배, 4.668배, 5.058배씩 나왔다. 허용오차(3.5배)를 훨씬 넘는 오차가 계산되었다. 결국 실험값과 이론값의 비교는 실패했다. 아무래도 t의 영향이 컸던 것 같았다. M, R, g, h는 거의 고정되어있는 값이기 때문에 넘어갈 순 있어도, t의 측정을 정확히 하기 위해서는 위에서 말했던 가장 중요한 다섯 가지를 잘 지켰어야 했다. 다시 실험을 해본다면 t를 정확히 측정하기위해 진공 속에서 광검출기타이머가 있는 정밀한 실험기계를 사용한다면 좋은 실험이 될 것이다. 그리고 도르래의 고정, 낚싯줄과 도르래의 마찰도 생각해 보았다. 실험을 했을 때 도르래가 조금 흔들거린 상태에서 실험해야했고, 낚싯줄과 도르래의 마찰을 무시할 수 있는 환경이었다면 t값이 작게 측정될 수도 있었을 것이다. 미미한 거지만 낚싯줄이 팽팽한가도 오차의 원인이 될 수 있겠다. 이번 실험의 최종 결론은 물체의 낙하시간을 구한 후, 에너지 보존 법칙에 의해 얻은 관성 모멘트 실험값을 구하여 이론식에 의한 관성 모멘트 값을 비교하여 두 식의 일치여부를 은확인해보는 것이었다. 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 실험, 물체, 측정, 오차, 낚싯줄, 관성