[성균관대학교 A+] 일반물리학실험1 고체의 선팽창계수 측정실험

소개

성균관대학교 일반물리학실험 분반 3등 / A+ 레포트입니다.
채점 조교님이 매우 까다로우셔서, 오차원인을 아주 정성적, 정량적으로 작성하길 원하셨습니다.
그래서 제 레포트에는 오차 원인이 상세하게 작성되어 있습니다.
간단히 설명하자면, "에너지 손실은 공기저항 때문이다"를 "실험에 사용된 구체의 표면적은 A이고, 구체의 가속도는 a이므로 이를 공기저항 식에 대입해 보았을 때 총 에너지 손실은 X이다."와 같이 작성하였습니다.
오차 원인을 상세하게 쓰셔야 하는 분들께 추천드리고 싶습니다.
많은 구매 부탁드립니다.

목차

1. 실험 목적
2. 이론
3. 실험 기구
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 결과 분석 (오차 원인 분석)
7. 결론
8. 참고 문헌

본문내용

알루미늄의 경우 상대오차가 0.01~0.1 정도였고, 철의 경우에는 0.2~1.2 정도였다. 알루미늄의 경우에는 비교적 오차가 작았지만 철의 경우에는 비교적 오차가 컸다. 이 오차가 발생하는 원인에 대해 분석해보도록 하겠다.

균일하지 않고 좁은 온도 간격
알루미늄의 경우 측정 온도 갭이 10도로 일정했다. 온도 갭이 일정하고, 철에 비해 비교적 넓으므로 눈금을 읽는데서 약간의 오차가 발생해도 선팽창 계수 α에는 크게 반영되지 않는다. 하지만 철의 경우에는 온도 갭이 비교적 좁고 균일하지 않다. 이럴 경우엔 눈금을 읽을 때 발생하는 약간의 오차도 선팽창 계수 계산에 크게 반영된다.
눈금을 읽을 때 0.01mm의 오차가 발생했다고 가정하고 철과 알루미늄의 경우를 비교해보겠다.
알루미늄으로 진행한 실험에서 온도가 97도일 때의 다이얼 게이지를 2.85mm에서 2.84mm로 바꾸어 계산하면 상대오차는 0.131에서 0.19가 된다. 약 0.06, 즉 6%정도의 오차가 나게 된다.
하지만 철로 진행한 실험에서 온도가 94.3일 때의 길이를 700.26mm에서 700.25mm로 바꾸어 계산하면 상대오차는 0.832에서 1.75가 된다. 약 0.92, 92%의 차이가 나게 되는 것이다.
따라서 균일하지 않고 좁은 온도 간격은 균일하고 큰 온도 간격일 때에 비해 아주 작은 눈금 오차에도 크게 영향을 받게 된다. 그러므로 온도 간격은 알루미늄을 이용해 진행한 실험에서보다 철을 이용해 진행한 실험에서 오차가 크게 나타났던 이유가 될 수 있다.

참고자료

· 일반물리학실험 – 성균관대학교 물리학과 물리실험위원회 편
· 디지털 온도계 오차
· https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=cavern67&logNo=220837421888&proxyReferer=https:%2F%2Fwww.google.com%2F