ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

ОБЧИСЛЕННЯ ПОХИБОК ФІЗИЧНИХ ВИМІРЮВАНЬ

Частина і. Визначення густини тіла правильної геометричної форми

Мета роботи. Вивчити правила обробки результатів фізичних вимірювань. Визначити по- хибку непрямих вимірювань густини циліндричного зразка за результатами багатократних прямих вимірювань його геометричних розмірів і маси.

Прилади і обладнання

1. Тіло циліндричної форми.

2. Вимірювальна лінійка.

3. Штангенциркуль.

4. Мікрометр.

Самостійна підготовка.

1. Студент вивчає правила користування вимірювальними приладами.

2. Вивчає класифікацію і теорію похибок, а також методи обробки результатів експерименту.

Завдання 1. Вимірювання густини матеріалу циліндричного зразка.

Таблиця 1

Номер вимірювання	Виміряне значення	Середнє значення	Відхилення від середнього значення	Середньоквадратичні відхилення	Інструментальна похибка	Випадкова абсолютна похибка	Абсолютна похибка прямих вимірювань	Відносна похибка, %
Маса зразка, m, г
Діаметр зразка, d, мм
1
2
3
4
5
Висота зразка, h, мм
1
2
3
4
5

1. За допомогою мікрометра або штангенциркуля виміряти діаметр d та висоту h циліндра. Результати записати у табл. 1.

2. Визначити інструментальні похибку вимірювань і записати результат в табл.1.

3. Значення маси зразка, а також величину випадкової похибки та інструментальної похибки, які були знайдені при вимірюванні маси, отримати у викладача. Результати записати у табл.1.

Завдання 2. Визначити похибки прямих вимірювань.

2.1. Опрацювати результати прямих вимірювань. Для цього спочатку розрахувати середні значення за формулами

де n = 5 кількість вимірювань. Результати розрахунків занести до табл. 1.

2.2. Відхилення від середніх значень розрахувати за формулами

2.3. Середні квадратичні відхилення розрахувати за формулами

Для маси вважати середньоквадратичне відхилення рівним відхиленню. Результати обчислень занести до табл. 1.

2.4. Визначити випадкову похибку прямих вимірювань за формулами

де коефіцієнт Стьюдента t_Ст = 2,78 при n = 5 і надійній ймовірності  = 0,95. Для маси величина випадкової похибки задається викладачем.

Обчислення виконати не більше ніж із чотирма значущими цифрами¹ і результати розрахунків занести до табл. 1.

2.5. Абсолютну похибку обчислити за формулами

2.6. Обчислити відносну похибку за допомогою формул

Результати розрахунків занести до табл. 1.

Завдання 3. Обчислити густину циліндричного зразка і похибку непрямих вимірювань.

3.1. Обчислити середнє значення в одиницях СІ, використовуючи значення

= __________________

3.2. Обчислити абсолютну похибку вимірювання густини циліндричного зразка. Оскільки відносна похибка вимірювання густини тіла визначається формулою:

________________ ,

абсолютна похибка може бути визначена за формулою:

________________

3.3. Остаточний результат записати у вигляді

______________

3.4. Визначити відносну похибку вимірювання густини

Використовуючи табл. 2 визначити матеріал, з якого виготовлено циліндричний зразок.

Таблиця 2

Речовина	Густина, кг/м3	Речовина	Густина, кг/м3
Дуб	800	Олово	7400
Парафін	900	Сталь	7800
Графіт	1600	Залізо	7880
Граніт	2600	Латунь	8400
Алюміній	2700	Мідь	8900
Мармур	2700	Молібден	10200
Дюралюміній	2790	Срібло	10500
Титан	4500	Свинець	11300
Цинк	7100	Платина	21460

Висновки

У результаті виконання роботи було визначено густину циліндра:

______________

За результатами вимірювань матеріал, з якого виготовлено циліндр, такий: _______________

__________________________________________________________________________________.

Відносна похибка вимірювання становить ____________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дата виконання лабораторної роботи __________________________________________________

Оцінка за допуск до лабораторної роботи _____________________ Підпис __________________

Оцінка за захист лабораторної роботи ________________________ Підпис __________________

П ИТАННЯ ДЛЯ ДОПУСКУ й ЗАХИСТУ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ ТА ДЛЯ ПОТОЧНОГО МІКРОМОДУЛЬНОГО КОНТРОЛЮ

1. Яке можна дати визначення вимірюванню фізичної величини?

2. Чи можна під час вимірювань дістати дійсне значення фізичної величини? Чому?

3. Дати визначення міри.

4. Дати визначення вимірювального приладу.

5. Дати визначення похибки вимірювання.

6. Дати визначення абсолютної ті відносної похибки вимірювань.

7. Що таке точність вимірювань?

8. Дати визначення прямим вимірюванням. Навести приклади.

9. Дати визначення непрямим вимірюванням. Навести приклади.

10. Які існують похибки за характером та за їх впливом на результати вимірювання?

11. Дати визначення систематичної похибки. Які існують види систематичної похибки?

12. Охарактеризувати методичну систематичну похибку.

13. Охарактеризувати інструментальну систематичну похибку.

14. Охарактеризувати особову систематичну похибку.

15. Дати визначення та охарактеризувати випадкові похибки.

16. Навести правила оцінки випадкової похибки прямих вимірювань.

17. Як враховувати випадкову та систематичну похибки?

18. Яку інформацію несе коефіцієнт Стьюдента, від чого він залежить?

19. Як розрахувати похибку непрямих вимірювань? Виведіть формулу.

20. Які вимоги до точності обчислень похибки вимірювань?

21. Дати визначення та охарактеризувати грубі похибки.

22. Запишіть та поясніть формулу для абсолютної похибки прямих вимірювань.

23. Запишіть та поясніть формулу для абсолютної похибки непрямих вимірювань.

24. Поясніть, скільки цифр треба залишати у записі середнього значення фізичної величини, скільки цифр треба залишати у записі абсолютної похибки?

25. Що називають густиною тіла?

26. Сформулюйте порядок розрахунку похибок прямих та непрямих вимірювань.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2

ДИНАМІКА ОБЕРТАЛЬНОГО РУХУ. ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТУ ІНЕРЦІЇ ТВЕРДОГО ТІЛА ЗА ДОПОМОГОЮ МАЯТНИКА ОБЕРБЕКА

Мета роботи. Вивчити основний закон динаміки обертального руху. Визначити момент інерції тіла, що обертається.