단일구의 침강속도 측정 실험보고서 A+

소개

"단일구의 침강속도 측정 실험보고서 A+"에 대한 내용입니다.

목차

Ⅰ. 실험 방법
1. 길이 및 무게 측정
2. 침강 시간 측정
3. 유체의 물성 측정

Ⅱ. 실험 결과
1. 구의 종말 속도 구하기
2. Reynolds Number와 항력계수 Cd구하기
3. 이론적 종말속도 구하기

Ⅲ. 고찰
1. 오차의 원인
2. 침강의 종류에 따른 결과 비교
3. 침강 속도에 따른 결과 비교
4. 구에 대한 힘의 수지
5. Reynolds 수
6. Stokes law
7. 종단 속도

본문내용

Ⅰ. 실험 방법
① Column A와 Column B에 물과 글리세린을 채운 후 reset 버튼과 start 버튼을 순차적으로 누른다.
② 각 Column에 선택한 구를 각각 떨어뜨린다.
③ Detector 사이의 거리를 측정된 시간으로 나누어 종말 속도를 측정한다.
④ 이론식과 비교하여 종말속도의 이론치와 실험치를 비교 고찰한다.

< 중 략 >

Ⅲ. 고찰
▶ 오차의 원인
이번 실험에서는 물과 40% 글리세린에 다양한 종류의 구를 침강시켜 항력계수와 레이놀즈 수 사이의 관계를 파악하고 이에 영향을 미치는 요인을 알아보는 실험이었다. 본 조는 실험상의 오차를 줄이기 위해 3회 반복 실험을 하였으나 이론값과 비교하여 큰 오차율을 나타내는 결과값을 얻었다. 그 이유를 고찰해보면 다음과 같다.
첫 째, 반복 실험을 하면서 유체의 성질이 변했을 가능성이 있다. 유체에서 구를 반복해서 떨어뜨릴 경우, 열이 발생할 수 있으며 그로 인해 온도변화가 생겼을 가능성이 있다. 또한 글리세린이 측정 기구 내에 장시간 있었기 때문에 약간의 성질 변화가 있었을 가능성도 배제할 수 없다.
둘 째, 사용한 식은 이상적 가정하에 얻어낸 식이기 때문에 실험 상황과 맞지 않았다. 항력 계수와 레이놀즈 수의 관계를 확인하기 위해 사용한 공식들은 “고체이며 다른 입자나 용기 벽으로부터 멀리 떨어져있어 방해를 받지 않고, 유체에 대한 종말 속도로 움직일 때” 성립한다. 그러나 표면이 울퉁불퉁한 골프공은 작은 관 내에서 침강할 때 수직이 아닌 형태로 침강했으며 관 벽에 부딪히는 등 가정과 맞지않는 상황이 발생했다. 이 때문에 침강 시간이 더욱 길게 측정이 되었고 오차를 유발했다. 또한 관의 길이가 1m이기 때문에 구가 종말 속도에 도달하지 못한 일반 속도를 종말 속도라고 가정하여 값을 계산하였기 때문에 큰 오차가 발생했다.

참고자료

· 없음