일반물리학실험보고서 - 길이 측정

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일반물리학실험보고서 - 길이 측정
일반물리학실험보고서 - 길이 측정

1. 실험목적
버니어캘리퍼, 마이크로미터의 사용법을 배우고 물체의 길이, 원통의 내경(안지름)과 외경(바깥지름) 등을 측정한다. 이 결과들로부터 면적과 부피를 계산하고, 이러한 측정 과정에서 발생하는 오차가 결과에 미치는 정도를 계산한다.

2. 실험원리

왼쪽의 사진은 실험에 쓰일 길이 측정 시료로, 이번 실험에서 버니어캘리퍼와 마이크로미터를 이용하여 시료 특정부분의 길이를 측정할 것이다.

사진1. 길이 측정 시료

〈버니어캘리퍼〉

버니어(아들자)가 달린 캘리퍼를 버니어 캘리퍼(Vernier calliper)라고 하는데 이를 발명한 Pierre Vernier의 이름을 딴 것으로 물체의 길이를 어미자의 최소 눈금 단위의 1/10 이상의 정밀도까지 읽을 수 있도록 고안된 장치이다.
 
버니어 캘리퍼의 아들자의 눈금 단위 길이는, 원하는 만큼의 측정 정밀도에 따라 어미자의 최소 단위 길이에 대하여 상대적으로 결정된다. 예를 들어, 0.1 mm 의 정밀도로 어떤 길이를 측정하고자 하면 9 mm 를 눈금 0 에서 10 으로 10 등분한 눈금을 가진 아들자를 사용하면 된다. 이러한 아들자를 써서 길이가 29 mm 보다는 길고, 30 mm 보다는 짧은 어떤 물체의 길이를 측정하는 예를 살펴보자.
 
우선 어미자와 아들자의 0 점을 맞추면 아들자의 눈금 1 은 어미자의 눈금 1 보다 어느 정도 작은 지점에, 아들자의 눈금 2 는 어미자의 눈금 2 보다 조금 더 작은 지점에 각각 위치하고, 아들자의 눈금 10 은 어미자의 눈금 9 와 일치하는 곳에 놓이게 된다. 이 자의 경우에 아들자의 n 번째 눈금은 어미자의 눈금 n 보다 ( n×0.1 ) mm 만큼 작은 곳에 위치하게 된다.
 
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