측정과 오차 결과보고서

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질문에 대한 토의
1.만일 10번 대신 1000번을 측정한다면 결과는 어떻게 달라질 것인가? 또 평균의 표준편차는 어떻게 달라질 것인가?
답:10번 측정을 하였을때도 결과값이 균일하게 나오지 않았고 거의 모든 값들이 평균값에서 3*표준편차값을 벗어난걸로 보아 할때마다 매번 다르게 측정이 될거라고 예상할수 있을 것 같다.즉 1000번을 하면 표준편차는 결과가 매번 다르게 나오고 편차도 큰걸로 보아 점점 더 커질거라고 예상한다.하지만 만약에 결과값이 매우 균일하게 나오고 모든 값들이 평균값에서 표준편차 값 안에 있다면 오차값들의 합은 적은 반면 나누는 값인 N이 100배로 늘어나 표준 편차가 작이잘것같다.

2.자기 자신의 반응 시간을 이용하여 다음을 계산해 보자. 시속 80 km로 차를 운전하고 있다고 하자. 갑자기 긴급 상황이 발생하여 차를 멈추어야 할 때 그것을 보고 브레이크를 밟는 순간까지 차가 움직이는 거리를 계산하여 m로 나타내어라.
답: 일단 차가 1초에 얼마나 움직이는지 구해보자.
80*1000/60/60=22.2m를 움직인다. 그렇다면 나의 반응 속도에 이 22.2m/s를 곱한다면 차가 이동한 거리를 구할수 있다.나의 반응속도는 위에 구한거와 같이 211.4 +- 8.4 (msec) 이므로 이것을 sec로 바꾸자. 그러면 0.211 +- 0.008 (sec)가 되고 이것에 22.2m/s를 곱하면
4.68 +- 0.18 m 만큼 움직인다고 볼 수 있다.

<중 략>

질문에 대한 토의
1. 어떤 물리량을 계산하기 위하여 사용한 수식이 근사식일 경우에 그 물리량은 ‘이론오차’를 갖게 된다. 식 (5)는 평균속도를 사용하여 평균가속도를 계산한다. 이 두 번의 평균 과정 중 어떤 과정에 이론오차가 발생할 수 있는가? 그러나 t2=2t1인 경우에는 이론오차가 없게 된다. 왜 그런가?

참고 자료

아주대학교 물리학 실험 제 11판,아주대학교 출판부,조두진 외 14인, 7~20page,2015년