60
2회
23.45
15.00
23.90
14.30
21.60
15.00
37.45
21.00
3회
23.30
14.80
24.00
15.50
21.60
15.30
37.20
20.80
평균
23.35
14.93
24.26
15.13
21.61
15.43
37.31
20.8
2) 작은 원통
R1
R2
R3
R4
L1
L2
L3
L4
1회
19.30
12.00
19.70
10.25
21.40
16.00
37.50
21.00
2회
19.40
12.00
19.80
10.10
21.40
16.00
37.50
21.00
3회
19.35
12.10
19.75
10.25
21.50
16.10
37.50
20.80
평균
19.35
12.03
19.75
10.20
21.43
16.03
37.50
20.93
3) 철심
철심의 직경
1회
2.00
2회
1.99
3회
2.00
평 균
1.996
토의
이번 실험은 버니어 캘리퍼와 마이크로미터를 사용하여 물체의 길이, 중공 원통의 내경 및 외경, 철선의 직경 등을 정밀하게 측정하는 것이었다. 두 기구 모두 처음 접해보는 것이었고 사전 지식이 거의 없는 상태여서 횟수에 따른 오차가 많이 났다.
우선 두 기구의 공통적인 오차의 원인을 살펴보면 기구의 정밀도에 비해 우리가 측정할 때 정밀하지 못했고(눈으로 잴 수 있는 정밀도의 한계 포함) 눈금을 보는 위치라든지, 외경재기를 조이는데 있어서 개인마다 측정하는 방법이 달랐을 것이다. 또한 원통과 철사를 측정하는 각 부분의 두께나 길이의 차이 때문일 수 있고 물체가 물리는 각이 약간만 틀려져도 그 차이가 눈금에서 나타나게 되는 것도 오차의 원인이 될 수 있다.
버니어 캘리퍼를 이용해 길이를 측정할 때 처음에 사용방법을 정확히 알지 못해서 실험시간이 조금 지체되었고 버니어 캘리퍼를 고정시키는 나사를 조이는 걸 잊고 측정하여서 생각보다 오차가 많이 났다. 또한 길이와 내경 및 외경을 측정할 때 정확히 수평, 수직을 맞추지 못한 점 역시 오차의 원인이라 할 수 있다. 버니어 캘리퍼스의 눈금을 정확히 읽기가 힘들었던 것도 오차 발생의
원인이 된 것 같기도 하다. 위의 오차들은 우리 조원들이 버니어 캘리퍼를 제대로 사용하지 못해서 생긴 오차이지만 하지만 이 밖에도 버니어 캘리퍼의 영점 이상이나 측정하는 면에 경사가 있어 오차가 생겼을 수도 있다.
마이크로미터를 이용해 철선의 직경을 구할 때 영점을 구하는 방법을 정확히 알고 있지 않아서 오차가 발생하였다. 또한 레치스탑이 울리면 확인 차 더 돌려보는 조원도 있었고 처음 울렸을 때의 값을 측정한 조원도 있어서 서로 차이가 났다.
이번 실험의 본질적인 의의는 버니어 캘리퍼와 마이크로미터를 제대로 사용하는 것이라고 생각된다. 버니어 캘리퍼는 마이크로미터에 비해 정밀한 값을 얻는다는 것을 알았고, 하지만 마이크로미터가 1/1000mm까지 측정할 수 있는 반면, 버니어캘리퍼는 1/20mm까지 밖에 측정할 수 없기 때문에 정확도는 떨어진다. 도구에 따른 정확도나 정밀도가 다르기 때문에 실험에 따라 사용 기구의 정확한 숙지법을 알아놓는 것도 방법이 될 수 있다는 걸 알았다.
유효숫자란 근사값을 구할 때 반올림 등에 의하여 처리되지 않은 부분으로 오차를 고려한다 해도 신뢰할 수 있는 숫자를 자리수로 나타낸 것을 말한다. 일반적으로 유효숫자의 부분을 따로 떼어서 정수 부분이 한 자리인 소수로 쓰고, 소수점의 위치는 10의 거듭제곱으로 나타낸다.
참고자료
① 일반물리학실험. 건국대 물리학과 & 광전자물리학과. (주)북스힐.
② 일반물리학실험. 한국물리학회. 청문각.
③ 일반물리학실험. 김영식 외. (주)복스힐.
④ 대학물리학 대학물리학 교재편찬위 (주)북스힐