일반물리학실험 보고서 - 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
길이를 정밀하게 재는 데 필요한 몇 가지 측정 도구들의 구조와 사용법에 대하여 알아본다.
실험1 버니어캘리퍼(Vernier Calliper)
그림 2-1과 같이 버니어(아들자)가 달린 캘리퍼를 버니어캘리퍼라고 한다. 본체에 있는 어미자의 최소 눈금의 1/10 혹은 그 이상의 정밀도까지 측정할 수 있도록 고안된 장치이다. 아들자는 어미자의 1 mm를 20등분하도록 만든 것으로, 어미자의 39눈금을 20등분하여 아들자의 한 눈금은 어미자의 두 눈금보다 1/20(=0.05) mm만큼 짧게 되어 있다. 따라서 아들자의 첫 번째 눈금이 어미자의 두 번째 눈금과 일치하면 아들자는 어미자에 대해 0.05mm만큼 이동하게 된다.
이와 같은 원리로 아들자의 n번째 눈금이 어미자의 눈금과 일치하고 있으면, 어미자의 눈금에 n0.05 mm만큼 더해 주어야 한다. 따라서 그림 2-2와 같이 아들자의 눈금 0이 어미자의 눈금 23을 약간 넘어 있고 아들자의 네 번째 눈금이 어미자의 눈금과 일치했다면 전체 눈금은 23+40.05=23.20 mm로 읽는다.

그림 2-3의 그림들은 버니어캘리퍼의 올바른 사용법을 나타내고 있다. 버니어캘리퍼를 올바르게 사용하지 않으면 개인오차가 발생하여 정확한 측정을 할 수 없으므로 주의해서 사용해야 한다.

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