일반물리학 실험 - 길이의 측정

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일반물리학 실험 - 길이의 측정
일반물리학 실험 - 길이의 측정

1. 실험 목적

정밀 측정기인 버니어 캘리퍼스와 마이크로미터를 이용하여 주위에서 길이를 재던 도구보다 더 정밀하게 물체의 정확한 길이를 측정하고 그 평균값과 표준 오차를 구한다. 그리고 길이를 재는데 어려움이 있었던 시료들의 길이, 구의 직경, 원통의 내경과 외경 그리고 얇은 판의 두께 등을 측정한다.

2. 실험 이론

(1) 버니어 캘리퍼스

① 버니어 캘리퍼스란 : 기본적으로 버니어 캘리퍼스는 2개의 눈금으로 표시된 쇠자로 되어 있다. 그 하나는 어미자로서, 프레임의 한 쪽 끝에 눈금이 표시되어 있으며, 다른 하나는 프레임을 따라 움직일 수 있는 아들자로서, 슬라이드에 눈금이 표시되어 있다. 이와 같이 버니어 캘리퍼스는 어미자와 아들자가 하나의 몸체로 조립되어 있으며, 측정물의 안지름, 바깥지름 및 깊이 등을 측정할 수 있는 편리한 기기이다. 어미자로 0.05mm, 아들자로 0.02mm 까지 측정이 가능하다. 보통, 버니어 캘리퍼스는 용도에 따라 M₁형, M₂형, CB형, CM형의 네 종류가 있으며, 호칭 치수는 미터식인 경우 대개 150mm, 200mm, 300mm, 600mm, 1000mm의 크기로 구분한다.

② 사용 방법 : 본척(本尺)과 본척 위를 이동하는 버니어[副尺]로 되어 있는데, 본척의 선단과 버니어 사이에 측정물을 끼우고, 본척 위의 눈금을 버니어를 사용해서 읽는다. 보통 사용되고 있는 것은 본척의 한 눈금이 1mm이고, 버니어의 눈금은 본척의 19눈금을 20등분한 것이다. 이것에 의하면, 읽을 수 있는 최소치수는 1/20mm이다. 이 밖에 최소치수가 1/50mm인 것도 있다. 위의 그림에서의 경우 아들자의 0눈금 앞의 가장 가까운 어미자의 눈금을 읽고 어미자의 눈금과 일치한 아들자의 눈금을 읽고 두 값을 합한다.

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