공정한 실험

“A가 B보다 강도가 높다”라고 말하려면 비교가 공정해야 해. 즉, 한 번에 한 가지만 바꾸고 나머지는 모두 똑같이 해야 해.

종이 조각, 랩, 얇은 천 중 어느 것이 찢어지기 전에 가장 큰 무게를 견디는지 시험한다고 해 보자. 공정한 시험에는 다음이 필요해:

• 같은 크기의 조각(같은 너비, 두께, 그리고 클램프 사이의 같은 길이). 너비가 넓은 조각은 더 큰 힘을 견디기 때문이야.
• 같은 방식으로 하중을 가하기: 갑자기 하지 말고, 같은 크기의 단계로 천천히 무게를 더해야 해.
• 파손에 대한 명확한 정의: 예를 들어 “조각이 두 부분으로 완전히 나뉨”이라고 해야지, “약해 보임”이라고 하면 안 돼.
• 같은 조건: 온도와 습도는 많은 물질에 영향을 줘.

한 번의 측정만으로는 잘못 판단할 수 있어. 실제 시험편은 서로 다를 수 있으므로 각 시험을 여러 번(최소 세 번) 반복하고, 범위와 함께 평균을 기록해. 한 종류의 조각을 끊는 데 필요한 힘이 412 N, 398 N, 405 N이었다면 평균은 405 N이고, 결과는 평균에서 약 14 N 이내에 있어. 만약 세 결과가 250 N, 410 N, 560 N이었다면 시험을 반복할 수 없다는 것을 알 수 있고, 그 이유를 찾아봐야 해.

항상 단위(힘의 단위인 뉴턴, N)를 쓰고 무엇을 측정했는지도 말해야 해. “파단 하중”은 파손될 때의 힘이며, 시험편의 크기에 따라 달라져. 조각이 아니라 물질을 비교하려면 힘을 단면 넓이로 나눠 응력을 구해. 월드 2에서는 여기서부터 시작해.