МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ВОСТОЧНОУКРАИНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени Владимира ДАЛЯ

Методические указания

к лабораторным работам

по дисциплине "МЕХАНИКА"

(для студентов специальностей "Физика", "Прикладная физика")

У Т В Е Р Ж Д Е Н О

на заседании кафедры

физики.

Протокол № 14 от 03.06.04

Луганск 2004

УДК 530.1

Методические УКАЗАНИЯ к лабораторным работам по дисциплине "МЕХАНИКА" (для студентов специальностей "Физика", "Прикладная физика") / Сост.: Р.Т. Савченко., В.А Сачков. – Луганск: ВНУ им. В. Даля, 2004. –40 с.

Содержат материал по методике выполнения лабораторных работ по дисциплине "Механика", организации самостоятельной работы и рекомендации по обработке результатов измерений и оформлению отчетов.

Составители: Р.Т. Савченко, ст. преп.

В. С Савченко., ст. преп.

Г. О. Войтенко, инж.

Ответственный

за выпуск П.И. Голубничий, проф.

Рецензент П.И. Голубничий, проф.

1. Приборный семинар Лабораторная работа 1 определение удельного сопротивления проводника

Цель работы: научиться проводить измерение физических величин, правильно оформлять результаты измерений и расчетов, оценивать погрешности.

Приборы и материалы: вольтметр, амперметр, штангенциркуль, шкала определения длины отрезка измеряемого провода.

Экспериментальная установка и методика проведения измерений

О бщий вид экспериментальной установки представлен на рис. 1.1. К основанию (1) установки прикреплена колонна (2), на которой крепятся два кронштейна (4) и (5), один из которых подвижен (5). На колонну нанесена метрическая шкала (3) для определения длины отрезка измеряемого резистивного провода, который натянут между верхним и нижним кронштейнами. На подвижный кронштейн нанесена черта, которая облегчает определение по шкале длины отрезка измеряемого провода. Резистивный провод подведен при помощи проводов низкого сопротивления к измерительной части прибора (6).

Перед работой при помощи переключателя вида работ, находящегося на лицевой части прибора, избирается вид работы ("МОСТ"). Передвижением подвижного кронштейна устанавливается необходимая длина провода (примерно 0,7 всей длины провода) и при помощи потенциометра ("РЕГУЛЯЦИЯ ТОКА") проводятся измерения напряжения и силы тока.

Расчетные формулы

Сопротивление проводника определяется по известной формуле:

,

где  его длина;  площадь поперечного сечения;  удельное сопротивление (это сопротивление проводника из данного материала длиной 1 м и поперечным сечением 1 мм²). И так как площадь сечения проводника , то .

Проведение измерений и расчетов

1. Пользуясь метрической шкалой, определить длину рабочей части провода . Оценить по шкале погрешность .

2. Измерить, пользуясь штангенциркулем, диаметр провода d, оценить Δd_пр.

Результаты измерений и значения абсолютной погрешности занести в таблицу прямых измерений (табл. 1). Измерения провести не менее трех раз в различных местах на длине проводника. Определить случайную погрешность Δd_сл. Найти полную погрешность .

Значения абсолютной погрешности занести в таблицу прямых измерений (табл. 1).

3. Провести измерения зависимости силы тока от напряжения (порядка 10 измерений). Оценить погрешность амперметра и вольтметра согласно формулам:

; ,

где и  максимальные значения силы тока и напряжения на приборах, к.т.  класс точности приборов.

4. Построить график зависимости с нанесением на него погрешностей и в масштабе. Поскольку для участка цепи выполняется закон Ома , то вольтамперная характеристика имеет линейный характер. Прямая линия проходит через начало координат в пределах погрешностей и .

5. Из полученного графика по углу наклона прямой определяется среднее значение сопротивления (см. рис. 1.2) или , где – любые две точки на прямой. Результат вычисления занести в табл. 2.

6. Рассчитать удельное сопротивление, пользуясь средними значениями искомых величин , и . Результаты вычислений занести в табл. 2.

7. Определить относительную погрешность сопротивления:

,

где и – относительные погрешности определения напряжения и силы тока. Результаты вычислений занести в табл. 2.

8. Получить формулы погрешностей для и , оценить их.

9. Записать окончательный результат в виде доверительного интервала:

.

Т а б л и ц а 1

№ п/п	м	м	d, м	м	А	А	В	В	εI , %	εU , %
1
…
10

Т а б л и ц а 2

R, Ом	εR , %	ΔR, Ом	Ом·м	ερ , %	Ом·м

10. Записать вывод о проделанной работе.