Borda 진자를 이용한 중력가속도 측정 : 일반물리학실험1 결과레포트 [성균관대]

소개글

일반물리학실험1 중 「역학적 에너지 보존」의 결과레포트입니다.
성균관대학교 기준으로 작성된 레포트입니다. 결과 분석을 열심히 했기 때문에 타 학교에서도 충분히 사용하실 수 있을 거라고 생각합니다.
일반물리학실험1 학점은 A+, 해당 레포트는 10점 만점에 14점 받았습니다.

목차

[실험 제목]

[실험 날짜]

[실험 결과 및 분석]

[토론]

본문내용

(실제 본문에는 수식이 삽입되어 있는 부분입니다.)

[토론]
약 6%에 달하는 오차가 발생했고, 지금까지의 실험들과 비교해봤을 때 상대적으로 작은 오차였다. 작은 오차가 발생한 만큼, 조금만 더 오차를 줄일만한 노력을 했다면 오차를 줄일 수 있었을 것에 대한 아쉬움을 가지며 오차에 대한 분석을 시작하려고 한다.
그림 : 진자로 사용된 추
먼저 이 실험에서 가장 중요한 식인 가 나오게 된 가정에서 여러 가지 오차의 요인을 찾을 수 있을 것 같다. 가장 먼저, 단진자의 운동 방정식을 세우는 과정에서 우리는 를 와 같다고 보게 된다. 가 매우 작아질 경우, 이기 때문에 계산하기 쉬운 방향으로 값을 바꾸는 것이다. 하지만, 라고 해서 이라는 것은 아니다. 이것은 오로지 일 때만 성립하고, 점점 두 값이 가까워질 뿐인 것이다. 따라서 두 값을 같다고 놓고 계산하는 것은 어쩔 수 없이 오차의 요인을 안게 된다. 이 점으로 발생하는 오차를 최대한 줄이는 방법은 역시 와 를 최대한 비슷하게 만드는 것일 것이다. 와 가 일 때, 같아지는 것만 봐도 가 작으면 작아질수록 와 의 값이 가까울 것이라는 것을 알 수 있다. 따라서 를 최대한 작게 만드는 것, 즉 진동의 폭을 최대한 작게 하여 실험하는 것이 오차를 줄일 수 있는 한 가지 방법이 될 수 있을 것이라고 생각한다.
또, 식을 세우는 과정에서 으로 계산했다. 이것은 구의 관성모멘트를 구하는 식이다. 하지만 실제 진자로 사용된 추의 모양은 완벽한 구형이 아니었다. 오른쪽 사진에서 보듯이 위쪽에 볼록하게 돌출된 부분이 있었다. 따라서 이 볼록한 부분 때문에 이 완벽하게 맞지를 않아서 오차가 발생할 수 밖에 없었던 것이다. 이에 대한 해결 방법은 정확한 구형의 추를 진자로 쓰는 것인데, 쉬운 일이 아닐 것 같다. 따라서 이 정도의 오차 발생 요인을 해결하려고 노력하는 것보다는, 지금과 같은 추로 실험하는 것이 좋을 것 같다.

참고 자료

일반물리학 실험, 성균관대학교 물리학과 물리실험위원회, 북스힐, 2010