[자연과학] 일반물리학 실험 - 길이 및 곡률반경

길이 및 곡률반경 측정
요약
이 실험은 버니어캘리퍼 이용하여 길이를 물체의 길이, 구의 직경, 원통의 내경과 외경 그리고 얇은 판의 두께 등을 측정하고 마이크로미터를 이용하여 얇은 물체의 두께를 측정하는 실험이다. 내경과 외경을 한 사람씩 측정을 한 뒤에 평균값을 구하고 표준오차를 구하여 실험보고서에 기록하고 샤프심, 칼심 등 얇은 물체의 두께를 측정하고 기록하는 방식으로 실험을 진행하였다. 이 실험을 통하여 오차는 눈의 위치와 재료의 특성에 따라 접촉면에 주는 힘에 따라 나타나는 것을 알 수 있었다.
서론
현대과학 기술의 발전에 따라 점점 더 정밀하고 다양한 물체의 측정이 요구되었으며 이에 따라 버니어 캘리퍼, 마이크로미터 등 정밀 측정 도구들이 등장하였다.

1) 버니어 캘리퍼(Vernier Calliper)

버니어가 달린 캘리퍼를 버니어 캘리퍼라고 하는데 이것은 1631년 이것을 발명한 pierre Vernier의 이름을 딴것이다. 이 버니어는 `부척`이라고도 하는데 자의 최소 눈금을 1/10 까지 또는 그 이상의 정밀도까지 읽을 수 있도록 고안된 장치이다. [1]

2) 마이크로미터(Micrometer)

1939년 가스코인(영국)은 측정기에 나사를 이용했던 데 반해 1819년경 제임스 와트(James Wat)는 구조는 뒤에 설명될 JIS의 마이크로미터 용어 설명과 거의 일치하는 측정기를 만들었다.
다른 점은 “슬리브와 싱글을 갖춘”대신에 “제1, 제2 눈금판을 갖춘”것이라고 할 수 있다. [2]
이론

(1)버니어 캘리퍼 : 주척에 부척을 사용하여 더 정확한 눈금을 측정하는 기구이다. 최소 눈금의 1/n까지 길이를 더 정밀하게 읽기 위해서 주척의 (n-1) 눈금의 길이를 n등분한 부척을 사용한다. 그러면 주척과 부척의 눈금이 일치하는 곳이 생긴다. 그 곳을 찾음으로써 물체의 길이를 측정한다. 예를 들면, 주척이 mm로 눈금이 매겨져 있을 때, 부척은 9mm를 10등분하거나 19mm를 20등분한 것이므로 1/10또는 1/20까지 측정 가능하다. 외경재기로 외경을 측정하고, 내경재기로 내경을 측정하고, 깊이재기로 깊이를 측정한다.[3]

(2)마이크로미터 : 피치가 매우 낮은 나사 주위에 눈금을 새겨놓아서 360º 회전할 때마다 0.500mm (또는 1.000mm)씩 이동하고, 눈금은 50(또는 100)등분하여 0.xxxmm까지 읽을 수 있게 되어있다. 보조 눈금 사이를 눈짐작으로 읽으면 0.001mm까지 읽을 수도 있다.[4]

…

(3) 각 조원들이 눈금을 확인한다.

(4) 같은 방법으로 5회씩 측정한다.

(5) 측정 후 평균과 표준오차를 구한다.

1.28％

(1) 죔쇠조정기를 푼 다음 [그림 1-6]의 AC사이에 아무것도 끼우지 않고 E를 가만히 돌린다. AC가 접하면 E가 헛돈다. 이 때 B와 D가 영점이 되었는지 확인한다. 그렇지 않은 경우, 영점조정기를 사용하여 B의 홈을 돌려 영점을 조정한다.

(2) 주어진 두 종류 철사의 직경과 종이의 두께를 차례로 10회씩 측정하여 0점을 보정하여 평균과 표준오차를 구한다.

(3) 측정이 끝난 후