버니어캘리퍼 와 마이크로미터의 사용을 통한 길이 및 곡률반경의 측정

소개글

버니어캘리퍼 와 마이크로미터의 사용을 통한 길이 및 곡률반경의 측정에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

.50
20.00
5차
29.85
31.65
19.90
안지름의 평균값 = 29.65 + 29.80 + 29.70 + 29.75 + 29.85 = 29.75mm
바깥지름의 평균값 = 31.60 + 31.55 + 31.55 + 31.50 + 31.65 = 31.57mm
깊이의 평균값 = 20.00 + 19.95 + 20.00 + 20.00 + 19.90 = 19.97mm
Discussion :
구면의 곡률반지름 측정과 마이크로미터, 버니어 캘리퍼스를 이용하여 곡률과 여러 가지 사물의 길이를 측정하였다.
곡률반지름 측정은 좀 생소하였지만, 마이크로미터, 버니어 캘리퍼스는 여러 번 접할 기회가 있었고, 그리하여 사용법도 익숙하였으며 오차가 크게 발생할 만한 소지가 많지 않았다.
구면계를 사용할 때에는 몇 몇 문제점들이 발견되어 그것이 오차를 생기게 하였다고 생각하여 지적하려고 한다. 마이크로미터, 버니어 캘리퍼스는 절대적으로 그 눈금을 정확히 읽는 방법이 최선이라고 생각하여 눈금 읽는 법에 대해 조금 생각해 보았다.
I. 마이크로미터
0 B자 5
0
↓ ←D자



45


위에서 눈금 읽는 방법은 우선 B자를 읽으면 6.5mm 이다. 그리고 나서 D자를 읽으면 0.470mm 이다. 그러므로 측정한 눈금은 6.5+0.470=6.970mm 이 된다.
II. 버니어 캘리퍼스
0 5 10


물체
0 5
↑
주척 9눈금을 10등분한 부척에서는 그림에서 ↑부분에서 일치하므로 눈금은 2.1mm 라고 읽어야 한다.
① 이처럼 마이크로미터, 버니어 캘리퍼스는 그 눈금이 나타내는 상관관계를 파악하여 정확히 읽는 것이 오차를 발생시키지 않는 첫 단계라고 볼 수 있다.
② 그리고 눈금을 읽는 과정에서 측정자의 편견이나 특수한 버릇으로 인하여 측정값에 문제가 생길 수도 있다.
III. 구면계
① 옆의 그림 중 N과 D장치는 하나의 축으로 연결되어 있다. N을 돌려 D의 길이를 조절하는 과정에서 N과 D의 축이 구면계에 확실히 장착되지 않았거나 나사의 풀림으로 인하여 흔들리는 문제가 생긴다. 이러한 문제는 D점이 측정물체의 표면에 닿는 순간 측정물 표면과 수직이 아닌 기울어진 상태로 접촉하여 측정값에 오차를 가져 올 수 있다.
② 실험기자재가 정말 너무 열악하다!
값은 평평한 유리판 위에 구면계를 놓고 측정을 해야 하는데 유리판은 깨진 상태로 있었고, 마이크로미터를 이용하여 측정해야 하는 3종류의 유리판 역시 모두 훼손되어 있었다. 물론 부분적으로 나중에 실험장비가 준비가 될 수는 있었지만 실험기자재의 철저한 준비는 실험의 정확성을 더 높여 줄 것이라고 생각한다.
③ 구면계의 L부분은 눈금을 측정하는 자의 역할을 한다, 그러나 이 역시 나사로 꽉 조여져 있지 아니하여서 흔들림 현상이 생겼다. 측정자의 기울어짐은 당연히 측정값의 오차를 가져와 그 값을 왜곡시킬 소지가 다분하다.
④ 회전 나사의 끝점 D가 유리면에 접촉하는 순간을 더 정확히 알기 위해서는 유리면 뒤에 검은 종이를 깔고 실험에 임하는 것이 더욱 정확한 값을 얻어낼 수 있다. 하지만 이러한 주의사항을 실험 중에는 파악하지 못하였고, 검은 종이가 준비되어 있는 상태도 아니었다.
그래서 실험은 측정자 개인의 눈과 유리면에 접촉한 순간의 미세한 움직임에 대한 느낌만으로 진행되었다.
⑤ 실험이 구면계를 미끄러운 유리판에 위에 올리고서 값을 측정해야 하는 것인데, 구면계가 유리판 위에서 자꾸 미끄러져 무척 불편하였다. 이는 단지 불편함 뿐만 아니라 실험의 정확성을 떨어뜨린다고 본다. 구면계의 A,B,C 부분에 유리판 위에서도 미끄러지 않는 특수한 장치를 장착하였으면 어떨까 생각해본다.
◈ Reference
ㆍ http://www.kps.or.kr/kps_new/kps_home/index.html(한국물리학회)
ㆍ http://physlab.snu.ac.kr/(서울대학교 물리실험실)
ㆍ http://phya.yonsei.ac.kr/~phylab/(연세대학교 물리실험실)
ㆍ http://physics.korea.ac.kr/~genphy/(고려대학교 교양물리실험실)
ㆍ R. Wolfson & J.M.Pasachoff, 2002, 일반물리학, 광림사
ㆍ 전윤한 외 3인, 1995, 일반물리학실험, 문운당
ㆍ 홍치유, 1994, 일반물리학실험, 광림사
ㆍ 한국물리학회, 1997, 일반물리학실험, 청문각
ㆍ 김태만, 1988, 일반물리학실험, 형설출판사

키워드

버니어캘리퍼,   마이크로미터,   구면계,   길이,   곡률반경,   대학물리,   물리싫험