실제 실험 방법
준비물
- 정밀 전자저울(0.01 g, 최대 500 g 이상), 저울 위에 올릴 구리 또는 알루미늄 관(길이 30~50 cm, 안지름이 자석 지름보다 3~5 mm 큰 것)
- 네오디뮴 원통 자석(지름이 관 안지름보다 약간 작은 것), 같은 크기의 플라스틱(PVC) 관, 부드러운 완충재, 실 또는 핀셋
- 휴대폰(저울 화면을 슬로모션·동영상으로 촬영)
안전·주의
네오디뮴 자석은 아주 강해 손가락이 끼이면 다칩니다. 서로 붙을 때 깨져 파편이 튈 수 있어 보안경을 쓰고, 시계·카드·휴대폰·심박조율기 등은 멀리 두세요. 삼키지 않게 주의하고, 자석이 저울 접시에 세게 떨어지지 않도록 높이를 낮게(5 cm 이하) 합니다.
절차
- 자석 질량 m을 따로 재어 적습니다.
- 저울 위에 관을 세우고 관 질량 M을 읽어 적습니다(또는 관을 올린 상태에서 영점을 잡지 말고 그대로 둡니다).
- 자석을 실이나 핀셋으로 관 입구 위에 잡고 눈금이 M인지 확인합니다.
- 화면을 촬영하며 자석을 놓습니다. 자석이 관 속을 천천히 내려가는 동안 눈금이 얼마로 안정되는지 읽습니다. 아래에는 완충재를 깔아 자석을 받습니다.
- 같은 방법으로 플라스틱 관에서도 해 봅니다(자석이 금방 지나가 눈금이 따라오지 못할 수 있습니다. 그래서 가상 실험에서 저울 평균 효과를 켜 둔 것입니다).
오차 원인: 자석이 관벽에 닿아 생기는 마찰, 저울이 값을 갱신하는 데 걸리는 시간, 자석이 저울 내부 부품에 주는 영향(가능하면 얇은 비자성 받침을 사이에 두고 영점을 다시 잡습니다), 관이 기울어짐.