Контрольные вопросы.

1. Что понимается в физике под измерением? Приведите примеры.

2. Как подразделяются измерения? Поясните, приведите примеры.

3. Почему при проведении измерений появляются погрешности? Можно ли выполнить измерения "точно"?

4. Какие бывают погрешности? Дайте им характеристики, приведите примеры их появления.

5. Как учесть систематические погрешности? Промахи?

6. Какие предположения лежат в основе теории случайных погрешностей?

7. Какими основными величинами оперирует теория случайных погрешностей? Поясните их физическую суть.

8. Сколько нужно выполнить измерений, чтобы можно было воспользоваться законом нормального распределения?

9. Что такое "доверительный интервал", "надежность"?

10. Как на практике находят доверительный интервал при заданной надежности? Что такое коэффициент Стьюдента?

11. Как по виду функции Гаусса (по графику) определить дисперсию?

12. Что такое "гистограмма"?

13. Подтверждается ли в Вашей работе предположение о том, что результаты измерений подчиняются закону нормального распределения?

14. Как найти погрешность косвенных измерений?

15. Является ли полученная кривая распределения кривой Гаусса?

Используемая литература.

[8]; [9].

Лабораторная работа 1-05“Исследование упругого соударения шаров”

Цель работы: экспериментальное определение импульсов двух упруго соударяющихся шаров до и после соударения. Проверка выполнения закона сохранения импульса для замкнутой системы тел.

Теоретическое введение

В физике реальное взаимодействие тел может быть рассмотрено на простейшей модели – центрального удара двух шаров. Удар называется центральным, если шары до удара движутся вдоль прямой, проходящей через их центры.

Существуют два предельных вида удара: абсолютно упругий и неупругий удары. Эти взаимодействия шаров принципиально отличаются друг от друга. При абсолютно неупругом ударе кинетическая энергия движущихся шаров полностью или частично превращается в их внутреннюю энергию (тепло, энергию остаточных деформаций). После удара шары движутся с одинаковой скоростью, как единое целое, либо покоятся. При абсолютно неупругом ударе выполняется только закон сохранения импульса, закон же сохранения механической энергии не соблюдается.

В случае абсолютно упругого удара кинетическая энергия обоих шаров сначала превращается в потенциальную энергию упругих деформаций тел. Затем тела возвращаются к первоначальной форме, отталкивая друг друга. В итоге потенциальная энергия упругих деформаций снова переходит в кинетическую энергию движущихся шаров. При центральном абсолютно упругом ударе выполняются закон сохранения механической энергии и закон сохранения импульса замкнутой системы тел (шаров).

На основе этих законов сохранения можно получить выражение для расчета скоростей шаров после абсолютно упругого удара.

Закон сохранения импульса имеет вид

(5.1)

а закон сохранения энергии

(5.2)

где , – массы шаров; и – скорости шаров до удара; и – скорости шаров после удара.

Рассмотрим случай, когда один из шаров массой до удара неподвижен, т.е. .

Тогда законы сохранения импульса и механической энергии запишутся в форме:

(5.3)

(5.4)

Совместное решение системы уравнений (5.3) и (5.4) (с учетом того, что центры шаров движутся по одной прямой) позволяет определить скорости шаров после удара:

(5.5)

(5.6)