Инженерные расчеты в Exel

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

БРЯНСКИЙ ФИЛИАЛ

ПРАКТИКА ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ В СРЕДЕ MS EXCEL

Брянск 2012

ББК 32.973.26-018.2 Н26

Новиков С.П. Практика инженерно-технических расчетов в среде MS Excel. – Брянск: БФ МИИТ, 2012, - 20 с.

Методические указания и задания для лабораторных работ по теме «Практика инженерно-технических расчетов в среде MS Excel» для студентов I курса заочной формы обучения инженерно-технических специальностей.

Разработал: к.т.н., доц. С.П. Новиков

© Новиков С.П., 2012 © БФ МИИТ, 2012

Общие указания

Рекомендуется для изучения дисциплины «Информатика» в рамках освоения табличного процессора MS Excel студентами-заочниками инже- нерно-технических специальностей 1 курса и сопровождается выполнением лабораторных работ 1-5 с подробными методическими указаниями.

Перечень тем лабораторных занятий

1.Изучение основ обработки инженерно-технической информации.

2.Табулирование и построение графиков функций.

3.Обработка результатов экспериментов.

4.Методика построение графиков объемных функций.

5.Изучение матричных операций в среде MS Excel.

3

Лабораторная работа № 1.

Изучение основ обработки инженерно-технической информации

Цель работы: Изучить основные приемы работы в MS Excel.

Настройка основных параметров системы MS Excel.

1.Запустите приложение MS Excel (Пуск Программы Microsoft Excel).

2.На вкладке Параметры Общие установите (или проверьте наличие установленного): шрифт - Arial Cyr, размер - 10 пт, проконтролируйте ОТСУТСТВИЕ флажка Стиль ссылок R1C1, на вкладке Вид проконтролируйте наличие установленного флажка: строка формул.

3.Создайте рабочую папку в своей личной папке с помощью любого файлового менеджера (например, программы «Проводник») и дайте ей название Работа в

Excel.

4.Сохраните текущую рабочую книгу под именем Расчеты в Excel в своей личной папке. Для этого воспользуйтесь пунктом меню Файл Сохранить как…

Задание 1. Рассчитать теплопроводность кремния ( KT ) с точность до 4 десятичных знаков после запятой для следующего диапазона значений температур T: от 200 до 600 К с шагом 50 К согласно следующей формуле:

KT K0

T T0

где K0 350,T0 68 заданные постоянные величины.

Найти среднее значение теплопроводности на заданном интервале температур.

Методические указания

1.Сформируйте электронную расчетную форму на листе №1, согласно предложенному ниже образцу.

4

В процессе разработки формы используйте следующие указания:

1)Введите поясняющие надписи и отформатируйте их с помощью панели инструментов Форматирование. Для ввода нижнего индекса в постоянных коэффициентах воспользуйтесь пунктом меню Формат/Ячейки/Шрифт и выберите видоизменение: Подстрочный.

2)Сформируйте границы таблиц (выделите нужные ячейки и используйте кнопку

Границы), подкорректируйте размер строк и столбцов, согласно образцу.

2.Заполните первый столбец введенной таблицы. Для этого введите в ячейку А8 значение 200, а в ячейку А9 – значение 250. Далее выделите ОБЕ ЯЧЕЙКИ и протяните их вниз.

(необходимо подвести указатель мыши в правый нижний угол выделения и потянуть вниз за маркер, удерживая левую кнопку мыши).

3.Для расчета значений теплопроводности введите в ячейку B8 следующую формулу:

=$D$4/(A8-$D$5)

Вначале вводится знак, затем мышкой выбирается соответствующая ячейка. Для того, чтобы знаки доллара перед соответствующими координатами появились автоматически необходимо сразу же после ввода ячейки D4 нажать клавишу <F4>, аналогично следует поступить и при вводе координаты ячейки D5.

Обратите внимание, что знак доллара перед наименованием координаты строки и столбца указывает, что при копировании или протягивании введенной формулы адрес ячейки, содержащей исходное данное, не будет меняться. Такая конструкция называется абсолютной ссылкой на ячейку.

4.После ввода формулы выделите ее и протяните вниз. Проверьте появившиеся ниже формулы, осуществив двойной щелчок мышью на каждую из ячеек.

5.Рассчитайте среднее значение теплопроводности. Для этого:

1)Выделите ячейку D11 и раскройте содержимое кнопки Автосумма (на панели инструментов Редактирование). Для этого наведите указатель мыши на маркер справа от кнопки, раскройте список и выберите пункт Среднее.

5

2)Далее, выделите диапазон значений, на основании которого будет производиться расчет среднего значения:

3)Нажмите клавишу <Enter>

6.Для задания нужной точности вычислений выделите второй столбец, содержащий рассчитанные значения, воспользуйтесь пунктом меню Формат/Ячейки и в появившемся диалоговом окне перейдите на закладку: Число. Далее выберите Числовой формат и укажите число десятичных знаков равное 4 и нажмите кнопку ОК.

Задание 2. Составить электронную таблицу для расчета влияния содержания углерода на механические свойства сталей:

Методические указания

1.Сформируйте электронную расчетную форму в виде таблицы по аналогии с предыдущим заданием. Греческие символы найдите и введите, воспользовавшись пунктом ме-

ню Вставка/Символ.

2.Рассчитайте относительное сужение и относительное удлинение по соответствующим

формулам: F0 F1 и L1 L0 . Для этого введите указанные формулы только в

F0 L1

верхние ячейки столбцов и ОБЯЗАТЕЛЬНО ВОСПОЛЬЗУЙТЕСЬ ПРОТЯГИВАНИЕМ для заполнения остальных ячеек.

3.Для задания процентного формата рассчитанным ячейкам выделите значения обоих столбцов и воспользуйтесь пунктом меню Формат/Ячейки. В появившемся диалоговом окне перейдите на закладку: Число. Далее выберите Процентный формат и укажите число десятичных знаков, равное 2 и нажмите кнопку ОК.

Задание 3. Известны данные о выбросах автомобильных газов в различных странах:

Рассчитать:

1. Допустимое количество выбросов на территории страны по формуле:

(Количество машин, соответствующих санитарным нормам [в шт.]* Допустимое количество выбросов одной машины за год);

2. Реальное количество выбросов в стране согласно формуле:

(Количество машин, соответствующих санитарным нормам [в шт.]* Допустимое количество выбросов одной машины за год + Количество машин, не соответствующих санитарным нормам [в шт.] * Среднее количество выбросов одной машины за год).

3. Самую загрязненную территорию по формуле:

(Наибольшая разность между реальным и допустимым количеством выбросов).

Методические указания

Выполнить и оформить расчет самостоятельно по аналогии с предыдущими заданиями.

Примерный образец решения задачи представлен ниже:

7

Лабораторная работа № 2. Табулирование и построение графиков функций

Задание 1. С использованием средств Excel вычислить значение заданной функции в диапазоне изменения переменной x от 0 до 10 с шагом 0,25 и построить ее график.

y cos( 2x )sin( x )

Методические указания

1.Зарезервируйте ячейки для ввода исходных данных и сформируйте границы (вы-

делите нужные ячейки и используйте кнопку Границы).

2.Введите начальные параметры и оформите в соответствии с образцом ниже:

3.Введите в ячейку A9 формулу: =B4, представляющую собой ссылку на ячейку, содержащую начальное значения аргумента x. В результате в данной ячейке появится значение: 0.

4.Далее, введите в ячейку A10 формулу, равную предыдущему значению аргумента x, увеличенному на величину шага: =A9+$B$6.

5.Выделите ячейку A10 и протяните вниз. Протягивание осуществляйте до 49-ой строки листа включительно.

6.С помощью формул заполните столбец значений функции f(x). Для этого:

8

1)В ячейку B9 введите следующую формулу: =COS(2*A9)*SIN(A9).

2)Протяните формулу вниз до 49-ой строки листа включительно.

3)Фрагмент первых 5-ти формул каждого столбца представлен ниже (слева показаны сами формулы, а справа вычисленные значения):

7.Для построения графика заданной функции выполните следующие действия:

1)Вызовите Мастер диаграмм, воспользовавшись одноименной кнопкой () на панели инструментов Стандартная.

2)В открывшемся диалоговом окне на вкладке Стандартные выберите тип диа-

граммы: Точечная и вид Со значениями, соединенными сглаживающими лини-

ями и нажмите на кнопку Далее.

3)Перейдите на вкладку Ряд и нажмите кнопку Добавить. Введите имя диаграммы: f(x)=cos(2x)sin(x). Перейдите в поле Значения X и выделите все значения в 1-ом столбце x, затем перейдите в поле Значения Y и выделите все значения во 2-ом столбце y=f(x).

После заполнения всех полей нажмите кнопку Далее.

4)В новом окне введите название осей: x и y, перейдите на вкладку Легенда и отмените ее добавление к графику, сняв галочку, затем нажмите кнопку Далее.

5)В последнем окне выберите размещение диаграммы: на имеющемся листе и нажмите кнопку Готово. Примерный образец диаграммы показан ниже:

9

Задание 2. С использованием средств Excel вычислить значение заданной сложной функции в диапазоне изменения переменной x от -1 до 1 с шагом 0,1 и построить ее график.

y x2 , если x 0;

y sin( x ), если x 0.

Методические указания

1.Откройте новый лист Excel.

2.По аналогии с предыдущим заданием сформируйте электронную форму для построения графика и введите исходные данные:

3.По аналогии с предыдущим заданием заполните 1-й столбец значениями от -1 до 1 с шагом 0,1.

4.В ячейку B11 введите логическую формулу: =ЕСЛИ(A11<=0;A11*A11;SIN(A11)). Для этого вызовите мастер функций, нажав на кнопку fx в строке формул. Далее выполните следующие действия:

1) В появившемся окне выберите категорию Логические и функцию ЕСЛИ.

2) В появившемся диалоговом окне функции ЕСЛИ в верхнем поле необходимо ввести условие, согласно которому функция будет выбирать вид функции для вычисления: A11<=0.

3) Далее во втором поле вводится команда вычисления функции y=x2: A11*A11 – (эта команда будет выполнена, если предыдущее условие верно), в нижнем поле – команда вычисления функции y=sin(x): SIN(A11) – (эта команда будет выполнена, если предыдущее условие не верно).

4) Нажмите ОК.

5.Протяните полученную формулу вниз для заполнения всех оставшихся значений функции.

6.По аналогии с предыдущим заданием постройте график полученной функции и оформите в соответствии с образцом:

10