[아주대] 물리학실험1 오차론, 반응시간 결과보고서

소개

2014년 2학기 A+ 받은 결과보고서입니다

목차

1. 실험1. 반응시간 측정
2. 실험2. 중력가속도 측정
3. 종합토의

본문내용

[3] 질문에 대한 토의
⑴ 만일 10번 대신 1000번을 측정한다면 결과는 어떻게 달라질 것인가?
또, 평균의 표준편차는 어떻게 달라질 것인가?

- 결과값이 9.8 정해져있는 중력가속도의 경우에는 시행횟수가 10번보다는 1000번일 경우 평균값이 참값(9.8)에 가까워 질 것이다. 하지만, 반응시간은 사람마다 다르고, 중력가속도처럼 값이 정해져 있지 않다. 다시 말해서 참값이라는 것이 존재하지 않기 때문에 시행횟수를 늘린다고 해서 평균값이 참값 가까워지거나 그러지 않는다. 즉, 시행횟수를 늘려도 평균값은 거의 변하지 않을 것이다.

- 표준편차와 평균의 표준편차 구하는 식을 살펴보면, 모두 시행 횟수의 제곱근으로 나누어져 있는 걸 볼 수 있다. 따라서 시행횟수가 증가할수록 표준편차와 표준오차의 분모의 값이 증가하게 된다. 따라서 시행횟수가 증가하면 표준편차와 표준오차가 모두 감소하므로, 평균의 표준편차는 감소할 것이다. 즉, 평균값의 정밀도는 높아질 것이다.

⑵ 자기 자신의 반응 시간을 이용하여 다음을 계산해보자.
시속 80km로 차를 운전하고 있다고 하자.
갑자기 긴급 상황이 발생하여 차를 멈추어야 할 때 그것을 보고 브레이크를 밟는 순간까지 차가 움직이는 거리를 계산하여 m로 나타내어라.

<중략>

[3] 질문에 대한 토의
⑴ 어떤 물리량을 계산하기 위하여 사용한 수식이 근사식일 경우에 그 물리량은 ‘이론오차’를 갖게 된다. 식 (5)는 평균속도를 사용하여 평균가속도를 계산한다. 이 두 번의 평균 과정 중 어떤 과정에 이론오차가 발생할 수 있는가? 그러나 인 경우에는 이론오차가 없게 된다. 왜 그런가?

먼저 , 사이의 평균 가속도를 구하는 식은 다음과 같다.

<중략>

⑵ 측정한 중력가속도의 (평균값 ± 표준오차)의 범위에 알려져 있는 의 값이 들어가는가?
<answer>
중력가속도의 국제 표준치는 9.80665 이다.
실험을 통해 구한 중력가속도의 값은 (9.79 0.0404) 으로 9.7496에서 9.8304사이의 값을 갖는다.

참고자료

· 물리학 실험, 제10판, 김기홍 외9명, 아주대학교 출판부, 2014년, page 7 ~ 11
· 대학물리학1, 제8판 John W. Jewett 외2명, 대학물리학 교재편찬위원회 역, CENGAGE Learning, 2013년, page 20 ~ 32