[일반물리실험1] 측정 및 오차, 중력가속도(과학기술원 2023년 1학기 A+)

문서 내 토픽

1. 버니어 캘리퍼스

버니어 캘리퍼스는 최소 눈금이 어미자 1mm, 아들자 0.05mm이며 외경, 내경, 단차, 깊이를 측정할 수 있는 기구이다. 영점을 확인한 뒤 슬라이더를 이동시켜 물체에 맞춰 사용한다. 아들자의 0이 가리키는 어미자의 눈금을 먼저 읽고, 어미자와 아들자의 눈금이 일치하는 아들자의 눈금을 읽은 후 두 값을 더해 읽는다.
2. 마이크로미터

마이크로미터의 최소 눈금은 어미자 0.5mm, 아들자 0.01mm로 보다 정확한 측정이 가능한 기구이다. 영점을 확인한 뒤 손잡이를 돌려 스핀들을 물체에 밀착시켜 사용한다. 어미자의 눈금을 먼저 읽고, 어미자의 기준선이 가리키는 아들자의 눈금을 읽은 후 두 값을 더해 읽는다.
3. 구면계

구면계의 최소 눈금은 선형 스케일 1mm, 원형 스케일 0.01mm으로 곡률반경을 구할 수 있도록 고안된 기구이다. 영점을 확인한 뒤 원형 스케일을 돌려 다이얼 게이지를 물체에 맞춰 사용한다. 선형 스케일의 눈금을 먼저 읽고, 원형 스케일의 눈금을 읽은 후 두 값을 더해 읽는다.
4. 자유 낙하 운동

자유 낙하 운동이란 초기 속도가 0인 상태로 오직 중력만을 받아 지표면으로 낙하하는 물체의 운동을 말한다. 자유 낙하 운동의 3가지 공식은 v=gt, s=1/2gt^2, 2as=v^2이다.
5. 중력가속도 측정

피켓 펜스와 포토 게이트 센서를 이용하여 중력가속도를 측정하였다. 측정값의 평균은 9.6672 m/s^2이며, 참값인 9.8 m/s^2과 비교하여 상대오차가 1.3551%로 나타났다. 이는 공기저항의 영향으로 중력가속도가 작게 측정된 것으로 추정된다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 버니어 캘리퍼스

버니어 캘리퍼스는 정밀한 길이 측정을 위해 널리 사용되는 측정 도구입니다. 이 도구는 주요 눈금과 보조 눈금을 사용하여 0.01mm 또는 0.02mm의 정밀도로 길이를 측정할 수 있습니다. 버니어 캘리퍼스는 기계, 건축, 의료 등 다양한 분야에서 활용되며, 정밀한 측정이 필요한 작업에 매우 유용합니다. 이 도구는 사용이 간단하고 저렴한 편이어서 많은 사람들이 쉽게 접근할 수 있습니다. 또한 디지털 버니어 캘리퍼스의 등장으로 측정 결과를 더욱 정확하게 확인할 수 있게 되었습니다. 전반적으로 버니어 캘리퍼스는 정밀한 길이 측정을 위한 필수적인 도구라고 할 수 있습니다.
2. 마이크로미터

마이크로미터는 정밀한 길이 측정을 위해 사용되는 또 다른 중요한 도구입니다. 마이크로미터는 0.01mm 또는 0.001인치의 정밀도로 물체의 두께, 직경, 깊이 등을 측정할 수 있습니다. 이 도구는 기계 부품, 금속 가공, 의료 기기 등 다양한 분야에서 사용됩니다. 마이크로미터는 버니어 캘리퍼스보다 더 정밀한 측정이 가능하지만, 사용법이 조금 더 복잡합니다. 최근에는 디지털 마이크로미터가 개발되어 측정 결과를 더욱 쉽게 확인할 수 있게 되었습니다. 마이크로미터는 정밀한 길이 측정이 필요한 분야에서 필수적인 도구로 자리잡고 있습니다.
3. 구면계

구면계는 구면 좌표계에서 각도를 측정하는 장치입니다. 이 도구는 천문학, 지리학, 항해 등의 분야에서 널리 사용됩니다. 구면계를 통해 천체의 위치, 방위각, 고도각 등을 정확하게 측정할 수 있습니다. 또한 지구 표면 상의 위치를 파악하는 데에도 활용됩니다. 구면계는 정밀한 각도 측정이 필요한 분야에서 매우 중요한 역할을 합니다. 최근에는 디지털 구면계가 개발되어 측정 결과를 더욱 정확하게 확인할 수 있게 되었습니다. 구면계는 천문학, 지리학, 항해 등 다양한 분야에서 필수적인 측정 도구로 자리잡고 있습니다.
4. 자유 낙하 운동

자유 낙하 운동은 중력의 영향으로 물체가 수직으로 떨어지는 운동을 말합니다. 이 운동은 중력가속도를 측정하는 데 활용될 수 있으며, 물체의 낙하 시간을 측정하여 중력가속도를 계산할 수 있습니다. 자유 낙하 운동은 물체의 질량과 공기 저항력의 영향을 받지 않으며, 중력가속도만의 영향을 받습니다. 이러한 특성 때문에 자유 낙하 운동은 중력가속도 측정에 매우 유용하게 사용됩니다. 또한 자유 낙하 운동은 물리학 실험에서 중요한 개념으로 다루어지며, 중력과 운동에 대한 이해를 높이는 데 도움을 줍니다.
5. 중력가속도 측정

중력가속도는 물체에 작용하는 중력의 크기를 나타내는 물리량입니다. 중력가속도를 정확하게 측정하는 것은 물리학, 천문학, 지구과학 등 다양한 분야에서 매우 중요합니다. 중력가속도 측정에는 자유 낙하 운동, 진자 운동, 중력계 등 다양한 방법이 사용됩니다. 이 중에서 자유 낙하 운동을 이용한 측정 방법은 가장 기본적이면서도 정확한 방법으로 알려져 있습니다. 중력가속도 측정은 중력장의 분포와 변화를 이해하는 데 도움을 줄 뿐만 아니라, 지구 내부 구조와 지구 시스템 연구에도 활용됩니다. 따라서 중력가속도 측정은 물리학과 지구과학 분야에서 매우 중요한 연구 주제라고 할 수 있습니다.