[오차분석 끝판왕, 학점A+, 성적인증] (서울시립대) 물리학및실험1 12주차 토크의평형 - 예비+결과레포트

소개

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목차

1. 실험의 개요와 목적
1) 토크의 평형 이해

2. 실험 이론
1) 강체에 대한 평형조건
2) 토크의 평형

3. 실험 순서

4. 데이터와 결과
1) 평형을 이루는 두 토크에 관한 실험
2) 평형을 이루는 세 토크에 관한 실험

5. 오차해석
1) 기준점의 부정확성
2) 기구의 각도 틀어짐
3) 눈금의 한계

6. 토의
1) 실험 설계의 적절성
2) 오차를 줄일 수 있는 방법
3) 결론

본문내용

1. 기준점의 부정확성
①(계통오차) 용수철의 늘어난 길이를 재는 과정에서 오차가 생겼을 것이다. 눈금과 대조하기 위해 기준점이 필요했는데, 용수철의 끝부분이 고리의 모양으로 실과 연결되어있어 명확한 경계가 없었다. 따라서 기준점을 눈대중으로 정하는 과정에서 매번 실제와 측정값이 달라질 수 있다. 이는 노력을 통해 개선할 수 있으므로 우발오차이다.
②(우발오차) 각도를 잴 때 중심을 맞추지 못해 오차가 생겼을 것이다. 실제로 두 토크의 평형을 맞출 때 각도를 바꾸는 경우의 오차율이 가장 높았으며, 이는 각도계의 중심이 실제 꼭짓점보다 뒤쪽(각의 바깥쪽)으로 갈 때 토크가 이론값보다 커지게 했을 것이다. 개선 가능하며 이론상 존재하지 않으므로 우발오차이다.
③(계통오차) 축으로부터 힘의 작용점까지의 거리를 잴 때 고정하는 부품의 부피로 인해 오차가 있다. 정확히 거리를 맞추기가 어려워 길이를 정확하게 잴 수 없었다. 거리가 실제보다 길게 측정된 경우 토크가 이론값보다 커지게 했을 것이다. 이는 고정하는 부품에 눈금이 표시되어 있어야 해결되는 오차이므로 계통오차에 해당한다.

2. 기구의 각도 틀어짐
①(우발오차) 평형막대의 정확한 기울기를 맞추지 못해 오차가 있을 것이다. 수평이 아니라 기울기가 있을 경우 그 각도의 만큼 토크가 이론값보다 작아진다. 이는 실험과정이 이론과 동일하게 진행되었다면 있을 수 없는 오차이므로 우발오차에 해당한다.
②(우발오차) 용수철상수 측정 시 용수철저울을 정확히 수직으로 세우지 못하여 오차가 있을 것이다. 용수철저울이 수직이 아니었을 경우 추의 중력은 로 작아지므로 실제보다 용수철상수와 추의 토크가 작게 나왔을 것이다. 이는 이론적으로 나오면 안 되는 오차이므로 우발오차에 해당한다.

참고자료

· 교양물리, 「토크의 평형」, 『교양물리 홈페이지』, <genlab.uos.ac.kr>.
· 크리에이티브 커먼즈 저작자, 「수준기」, 『위키백과, 모두의 백과사전』.
· The Editors of Encyclopedia Britannica, ‘Tor q u e ’, Britannica.