[A+] 성균관대학교 일반물리학실험 구심력

목차

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

본문내용

Q. 실험결과의 오차는 어디서 비롯되었는가?

① 온도차로 인한 탄성계수의 변화
스프링의 탄성력은 온도에 따라 변한다. 예컨대, 온도가 낮을수록 스프링의 변화율이 줄어드는 것과 같이 스프링의 탄성계수는 일정하다고 볼 수 없다. 본 실험에서는 397N/m의 정해진 탄성계수를 이용해 복원력을 계산하였다. 교재에서 제시하였던 바와 같이 직접 탄성계수를 측정하여 실험을 진행하였다면, 불필요한 오차 발생을 막을 수 있었다.

② 정확하게 측정하지 못한 용수철 초기 길이
본 실험은 Tracker 소프트웨어를 이용하여 길이를 측정하는 과정이 포함되어있다. 용수철의 변위 또한 Tracker을 이용해 측정해야한다. 따라서 용수철의 초기 길이와 수축 길이의 차이를 구하는 것이 복원력을 구함에 있어 가장 중요한 요소였다. 원활한 데이터 분석을 위해 추의 운동 모습을 바로 촬영하였는데, 이로 인해 용수철의 정확한 초기 길이를 측정할 수가 없었다. 결국 실험을 진행하며 찍었던 사진을 토대로 본래 용수철의 길이를 어림잡을 수 밖에 없었고, 이것이 큰 오차를 유발하는 가장 큰 요인이었다고 추측한다. 용수철의 변위를 절반으로 줄여 계산해본 결과, 오차가 줄어드는 모습을 보였고, 다음 실험들에서 이러한 실수를 반복하지 않도록 유의해야한다.

③ 지속된 실험으로 인해 변한 탄성계수
앞서 말했듯, 용수철은 일정한 변화율을 갖지 못한다. 하나의 고무줄이 같은 탄성력을 유지할 수 없듯이, 용수철을 계속 사용하면 이의 탄성력이 줄어들 수 밖에 없다. 본 실험에서는 용수철을 교체하지 않고 예비 실험과 10회의 실험을 연속적으로 진행하였다. 따라서 용수철의 탄성력은 약해질 수 밖에 없었다. 이 또한 용수철의 탄성계수를 변화시키는 요인으로, 실제 용수철의 복원력과 계산값에 차이가 생길 수 밖에 없었다.

④ 카메라의 각도
진행한 실험 중 일부의 동영상에서 한가지 문제점이 있었다. 양쪽 스프링에 같은 무게의 추를 매달았음에도 불구하고 줄어든 두 스프링 길이의 차이가 확연하게 보였다.

참고 자료

[일반물리학실험], 성균관대학교 물리학과 물리실험위원회