파스코 장비를 사용한 보일샤를의 법칙

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열및역학실험 보고서입니다.

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5. 오차해석 및 결론
이번 실험에서 실험결과라고 이론값과 측정값을 측정하였다. 사실 엄밀하게 말하면 이 두 값은 모두 측정값이라고 할 수 있을 것이다. 그 이유는 이론값을 계산하는데 있어서 여러 값들을 측정하여 이론값을 얻었기 때문이다. 그런데 이러한 상황에서 이론값과 측정값을 계산하여 오차율을 계산한다는 것이 큰 의미 없다는 생각이 들었지만 놀랍게도 두 값은 5%정도의 상대오차로 일치하였다.
우선 실험하기 직전에 이론값에 들어가는 요소들을 살펴보았다. 다른 측정값들은 비교적 작은 오차 범위내로 측정가능하다고 판단하였다. 또 실제로 정확한 값을 측정하기 위해 노력하였다. 하지만 요소들 중에서 큰 오차의 가능성을 내포하고 있는 것은 자이로스코프의 회전 각속도()와 추의 낙하시간(t)이었다. 이 오차를 줄이기 위한 방법을 고안해야했다. 우선 각속도는 순전히 측정에 의한 오차만 발생하는 변수였다. 따라서 이를 정확히 측정하기 위해 동영상을 찍고 1/30초 단위로 확인 가능한 프리미어를 이용하여 확인하였다.
또 추의 낙하시간 역시 제곱 항이 들어가므로 작은 차이가 큰 오차를 줄 수 있는 요인이었다. 측정의 정확도를 높이기 위해 충분한 시간동안 추의 낙하시간이 필요하였다. 따라서 적당한 질량의 추와 낙하거리가 요구될 것이었고 이를 수행하였다. 특히 추의 질량이 너무 작다면 추에 작용하는 중력에 비해 큰 마찰력으로 정확한 실험이 불가능 하였을 것이다.
또 이전의 논의에서 위에서 언급한 낙하시간과 각속도 이외에도 이보단 덜 중요하지만 중요한 요소 두 가지를 추가로 논의해보도록 하겠다. 모든 길이를 측정할 시에는 측정물체의 부피가 있을 것이다. 예를 들면 우리가 자이로스코프 원판 앞에 단 무게 추의 경의 경우에 중심축으로부터 거리를 측정할 때 무게 추의 어느 부분과의 거리를 재야한단 말인가? 물론 무게추의 질량 중심을 기준으로 하여야 할 것이다.

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