[일반물리학실험] 에어트랙 실험 결과보고서

목차

1. 실험값 및 그래프
2. 오차율 및 오차의 원인 분석
3. 참고문헌

본문내용

2. 오차율 및 오차의 원인 분석
*실험1.3번은 직접 실습했고 실험2.4번은 데이터 값만 받아왔으므로 오차원인에 대한 깊은 고찰이 어려움을 공지합니다.

1)뉴턴 제2법칙
실험1 힘이 일정하고 활차의 질량이 변하는 경우
추와 추걸이의 질량이 일정하고 활차의 질량을 늘렸을 때 활차가 무거워지면서 가속도가 줄어들 것으로 예상할 수 있다. 실험을 총 5번하였지만 표에 넣기에 데이터가 많고 실습을 하는데 능숙하지 못해 부정확한 데이터들이 나와서 예상 값에 근접한 데이터들을 표에 기입하였다. 실제 가속도를 관찰한 결과 전체적으로 값이 작아지는 모습을 관찰할 수 있고 예상 가속도보다 작게 나온 것을 확인할 수 있다.

실험2 활차의 질량이 일정하고 힘이 변하는 경우
추의 무게를 늘리면서 힘이 세져 가속도가 늘어날 것으로 예상할 수 있다. 실제 가속도를 구한결과 마지막 결과값을 제외하고는 전체적으로 값이 커지는 것을 관찰할 수 있다. 또한 실험1과 마찬가지고 예상 가속도보다 작게 나온 것을 확인할 수 있다.

실험1,2에서 오차가 크게 발생했다. 그 원인으로는 크게 실험 진행에서의 어려움과 프로그램 문제를 꼽을 수 있다.
실험 매뉴얼에서 실이 수평이 되도록 하라고 하였으나 추걸이와 활차를 실로 묶는데 어려움이 있어 수평을 맞추지 못해 힘의 분산이 발생하였다. 에어트랙 장치도 마찬가지로 완전한 수평이 아니라 추가적인 힘이 작용했다. 실험을 하면서 실이 요동치는 모습을 볼 수 있었는데 이도 큰 영향을 미쳤을 것이라고 예상한다. 게다가 에어트랙이 마찰을 없애주는 기구이긴 하지만, 공기는 올라오고 활차는 내려가려는 것에서 완전히 마찰을 없앨 수는 없으므로 마찰로 인한 오차가 발생했다.

프로그램 문제로는 정확하게 처음 시작하는 부분을 잡지 못했기 때문에 딜레이가 발생해서 데이터가 잡혔을 수 있다. 엑셀로 dt, dx를 구해 t-v그래프를 그려본 결과 중간중간 값이 뛰게 불연속적인 값이 나온 것을 보아 추가 무거워 굉장히 빠른 속도로 이동하였는데 때문에 상이 흔들려서 프레임이 부정확하게 찍힌 것으로 예상된다. 또한 x축을 설정할 때 에어트랙 선에 맞추려고 노력하였지만 글라이더가 에어트랙과 수평으로 움직이지 않아 y축값의 변동이 생기므로 값이 정확하지 않았다.

참고 자료

일반물리학 개정10판