- •Міністерство освіти і науки україни
- •Розподіл лабораторних занять з курсу „фізика” на і семестр навчання
- •Модуль 1. Механіка Лабораторна робота № 1 вивчення криволінійного руху
- •Теоретичні відомості
- •Опис методу
- •Порядок виконання роботи
- •Результати вимірювань і вихідні дані для розрахунку похибок
- •Характеристики засобів вимірювання
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 2 визначення моменту інерції системи на прикладі маятника обербека
- •Теоретичні відомості
- •Опис методу
- •Порядок виконання роботи
- •Результати вимірювань та вихідні дані для розрахунку похибок
- •Характеристики засобів вимірювання
- •Обчислення похибок прямих вимірювань
- •Обчислення похибки непрямого вимірювання
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 3 визначення коефіцієнта тертя кочення
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Результати вимірювань і вихідні дані для розрахунку похибок
- •Коефіцієнти тертя кочення
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 4 вивчення пружного центрального удару двох куль
- •Теоретичні відомості
- •Опис методу
- •Порядок виконання роботи
- •Питання для самоперевірки
- •Модуль 2. Молекулярна фізика і термодинаміка. Електрика Лабораторна робота № 5 визначення відношення питомих теплоємностей газів методом адіабатичного розширення
- •Теоретичні відомості
- •Опис методу
- •Порядок виконання роботи
- •Результати вимірювань та вихідні дані для розрахунку похибок
- •Обчислення похибки непрямого вимірювання
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 6 визначення коефіцієнта в’язкості рідини методом падаючої кульки
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Результати вимірювань та обчислень
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 7 дослідження електростатичного поля
- •Теоретичні відомості
- •Опис методу
- •Порядок виконання роботи
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 8 електровимірювальні прилади. Вимірювання електричного струму
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Характеристики нешунтованих амперметрів
- •Результати вимірювань та розрахунки для еталонного і шунтованого амперметрів
- •Питання для самоперевірки
- •Список рекомендованої літератури Основна література
- •Додаткова література
- •Додатки
- •Основні одиниці sі
- •Похідні одиниці sі, що мають спеціальні назви
- •Коефіцієнти Стьюдента
- •Характеристики мір
- •Характеристики приладів
- •Властивості натуральних логарифмів
- •Грецький алфавіт
Порядок виконання роботи
Ознайомитися з експериментальною установкою. Заповнити таблицю1, узявши дані з паспорта установки.
Таблиця 1
-
Маси куль, г
L, см
m1 = m2
m1*
* використовується в експериментах з кулями різної маси
2. Підвісити дві сталеві кулі однакової маси. Звернути увагу на те, щоб їх центри були на одній горизонталі (у разі потреби відрегулювати довжини ниток підвісу, зважаючи на обмежувальний інтервал (L – Δ L ; L + Δ L)).
3. На вимірювальній лінійці позначити нулі відліку (останні мають суміщатися з нитками підвісу куль у стані рівноваги).
4. Відхилити одну з куль (дотримуючись рис.1, ліву або з індексом 1) до торкання з низом лінійки (конструктивні параметри установки є такими, що при цьому забезпечуються достатня малість кута, а також повторюваність початкових умов експериментальної частини). Зафіксувати значення горизонтального відхилення цієї куліx01.
Відпустити першу кулю і зафіксувати значення горизонтального відхилення другої кулі x2.
Встановити кулі в положення рівноваги, після чого повторити дослід 5 разів.
5. Дані вимірювань, а також результати відповідних обчислень записати в таблицю 2.
Таблиця 2
Номер вимірю- вання |
x01, мм |
x2, мм |
Δ x2, мм
|
(Δ x2)2, мм2 |
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
| |
3 |
|
|
| |
4 |
|
|
| |
5 |
|
|
| |
< x2> = = |
Обчислення похибок прямих вимірювань
6. Використовуючи дані з додатка до лабораторних робіт, записати границю похибки відліку засобу вимірювання – лінійки: υх =
7. Скориставшись даними таблиці 2, обчислити абсолютну і відносну похибки прямих вимірювань x01 і x2. При цьому вважати, що абсолютна похибка при вимірюваннях:
x01 визначається цілком похибкою відліку;
x2 складається з двох похибок: випадкової й відліку.
8. Подати результати вимірювань у стандартній формі
х = (<x> ± Δх), Ех = … % для α = 0,95.
9. Замінити ліву кулю меншою за масою. Згідно з п.2 і 3 підготувати установку до наступних вимірювань.
10. Відхилити цю кулю до торкання з низом лінійки. Зафіксувати значення її горизонтального відхилення x01.
11. Відпустити кулю. Зафіксувати максимальні горизонтальні відхилення x1 і x2 обох куль після удару. Повторити вимірювання 5 разів. Спостереження за відхиленнями куль після удару проводити двом експериментаторам (кожний спостерігає за одною кулею).
12. Експериментальні дані та результати відповідних обчислень (за методикою попередніх розрахунків) записати в таблицю 3.
Таблиця 3
Номер вимірю-вання |
x01, мм |
х1, мм |
Δ x1, мм
|
(Δ x1)2, мм2 |
x2, мм |
Δ x2, мм
|
(Δ x2)2, мм2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
| |
< x1> = = < x2> = =
|
13. Повторити п. 7 із урахуванням тих самих складових похибок вимірювань.
14. Подати результати вимірювання згідно з вимогами, зазначеними в п.8.
Обчислення похибок непрямих вимірювань
Методику розрахунків відповідних похибок розглянемо на прикладі вимірювання імпульсу першої кулі до удару.
15. Обчислити середнє значення імпульсу р01, зважаючи на те, що формула (11) у цьому разі набуде вигляду
< р01> = <m1> <x01>.
16. Прологарифмувати рівність (11) за основою е
ln р01 = ln m1 + lng – lnL + ln x01
17. Знайти частинні похідні від ln р01 по змінних m1, L i x01:
; ; .
18. Обчислити за формулою
відносну похибку непрямого вимірювання імпульсу зазначеної кулі до удару.
19. Узявши до уваги, що (звідки), обчислити абсолютну похибку вимірюванняр01.
20. Записати результат непрямого вимірювання у стандартній формі
р01 = (< р01> ±р01), … % для α = 0,95.
21. Аналогічно виконати розрахунки похибок непрямих вимірювань та записати одержані результати:
1) при m1 = m2 для кінетичної енергії першої кулі до удару, імпульсу і кінетичної енергії другої кулі після удару (формули 12, 17 і 18 відповідно);
2) при m1 < m2 для кінетичної енергії першої кулі до удару, імпульсів і кінетичних енергій першої та другої куль після удару (формули 12, 15 – 18 відповідно).
22. Використавши середні значення виміряних величин, за формулами (1′, 2′) перевірити закони збереження імпульсу і кінетичної енергії куль різної маси при їх пружному зіткненні.