일반물리학실험

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일반물리학실험

- 2015년 1학기 -

길이의 정밀 측정[공통]

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실험 목적 & 실험 기구

중공원통, 철선 등

Vernier calliper Micrometer gauge 목 적

Vernier calliper와 Micrometer gauge를 이용하여 물체의 길이를 정밀하게 측정한다.

실험기구

Prepared by So hee Park, Dept. of Physics, Chosun University.

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원리 및 이론 Ⅰ

◈ 버니어 캘리퍼 (Vernier calliper)

A. 주척 : 1mm

B. 부척 : 1/20mm (부척의 10개 눈금은 주척의 9개 눈금에 해당한다.)

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원리 및 이론 Ⅱ

◈ 버니어 캘리퍼 (Vernier calliper) 눈금 예시

(1) calliper 의 jaw에 측정 물체를 물려서 내경, 외경, 깊이를 측정 한다.

(2) 부척의 0의 눈금과 일치하는 주척의 눈금을 읽는다.

(3) 주척의 눈금과 부척의 눈금의 일치하는 부척의 눈금을 읽는다.

(4) plastic 원통의 체적을 공식에 의거 계산한다.

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원리 및 이론 Ⅲ

◈ 버니어 캘리퍼 (Vernier calliper)의 측정방법

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원리 및 이론 Ⅳ

◈ 버니어 캘리퍼 (Vernier calliper)의 올바른 사용법

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원리 및 이론 Ⅴ

◈ 마이크로미터 게이지(Micrometer gauge)

A. 주척 : 0.5mm B. 부척 : 0.01mm

C. 목측 : 0.001mm (눈대중으로 측정)

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원리 및 이론 Ⅵ

▷ 부척 D자에 50개의 눈금이 있어, 한 눈금이 1/50 회전 또는 0.01mm 진행

▷ 부척 D자의 한 눈금을 1/10 까지 목측으로 측정, 따라서 1/1000mm까지 측정 가능

◈ 마이크로미터 게이지(Micrometer gauge)

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원리 및 이론 Ⅶ

*** 영점 보정 : “영점눈금” 만큼 측정값에 더해주거나 빼주는 것 ***

(1) 주척은 0.5mm단위로 먼저 읽는다.

(2) 주척의 눈금 홈과 교차하는 부척의 눈금을 0.01mm단위로 읽는다.

(3) 부척 눈금간은 주척의 눈금 홈과 교차하는 부척 눈금 사이를 10등분하여 목측으로 읽는다.[0.001mm]

◈ 마이크로미터 게이지(Micrometer gauge)

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예제( Vernier calliper )-1

회 영점[mm] 외경 R₂[mm] 내경 R₁[mm] 높이 h[mm]

1 0.00 52.15 46.75 70.60

2 0.00 52.20 46.70 70.55

3 0.00 52.10 46.75 70.65

4 0.00 52.10 48.80 70.60

5 0.00 52.15 46.85 70.65

6 0.00 52.15 46.80 평균 70.61

7 0.00 52.20 46.75

8 0.00 52.25 46.70

9 0.00 52.10 46.75

10 0.00 52.15 46.75

평균 0.000 52.155 46.760

  

] [

11 . 29363

61 . 70 760

. 46 115

. 52 760 . 46 115

. 4 52

4 2

2

3

1 2

2 1 2

2

mm

h R R

R R

R h V R















 

 





 

 



 



 

 

 



 



 

▷ 영점 평균 : 0.000[mm]

▷ 외경 R₂ 평균 : 52.155[mm]

▷ 내경 R₁ 평균 : 46.760[mm]

▷ 높이 h 평균 : 70.61[mm]

▷ 원통 물체의 체적 V

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예제(Micrometer gauge)-2

회 영점[mm] 직경[mm] 가정직경[mm] 차

1 0.002 2.381 2.382 -0.001

2 0.003 2.382 0

3 0.003 2.383 +0.001

4 0.002 2.378 -0.004

5 0.003 2.379 -0.003

6 0.004 2.386 +0.004

7 0.002 2.384 +0.002

8 0.002 2.383 +0.001

9 0.003 2.385 +0.003

10 0.002 2.380 -0.002

0.001-0.010=0.001

평균 0.0026 2.3821 2.382 10)0.001

0.0001

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계산 및 결과[1]

▷ 영점 보정 : 0.0026[mm]

▷ 오차 : 0.0001[mm]

▷ 계산치 직경(d)

d = 측정치 평균-영점 보정+오차 = 2.3821-0.0026+0.0001 = 2.3796[mm]

◈ 철사의 직경

- 평균치 - 확률오차

- 구하는 철사의 직경

d 



  

) 1 6745 (

. 0

2

n n

d



d







 d

^영점보정



_d

(13)

계산 및 결과[2]

◈ 중공 원통의 체적

- 평균치

- 확률오차

 ^  ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^

 R R h R R R R h

V

₂² ₁² ₂ ₁ ₂ ₁

4 4



h R R

V  









 

 

^



( 1 )

2

n n

R



R

 

 

^



( 1 )

2

n n

R



R

 

 

) 1 (

2

n n

h



h

 



 



 

 

 



 

 

 



 











2 2 2

6745 .

0 R R h

V

^R ^R ^h

a

 

 

- 구하는 체적

 V  

_a

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실험 보고서

◈ 버니어 캘리퍼 (Vernier calliper)

A. 주척 : 1mm

B. 부척 : 1/20mm (부척의 10개 눈금은 주척의 9개 눈금에 해당한다.)

◈ 마이크로미터 게이지(Micrometer gauge)

A. 주척 : 0.5mm B. 부척 : 0.01mm

C. 목측 : 0.001mm (눈대중으로 측정) (1) 주척은 0.5mm 단위로 먼저 읽는다.

(2) 주척의 눈금 홈과 교차하는 부척의 눈금을 0.01mm 단위로 읽는다.

(3) 부척 눈금간은 주척의 눈금 홈과 교차하는 부척 눈금 사이를 10등분하여 목측으로 읽는다.