правила выполнения лабораторных работ

по механике

Физический практикум помогает студентам глубже и подробнее ознакомиться с некоторыми физическими явлениями и с наиболее важными физическими приборами, а также овладеть основными методами точных физических измерений.

Студенты, приступающие к выполнению лабораторного практикума, получают инструктаж по технике безопасности и расписываются в контрольном журнале по ТБ.

Выполнение каждой лабораторной работы проводят по следующей схеме:

1. Лабораторный практикум выполняется по индивидуальному графику группой, состоящей, как правило, из двух студентов.

2. Перед выполнением эксперимента студент должен пройти собеседование с преподавателем и получить допуск к работе. Для этого студенту следует самостоятельно изучить теорию изучаемого явления (основные понятия, формулы), принцип работы приборов и установки. Более подробно требования к подготовке определяются контрольными (зачетными) вопросами.

3. После получения допуска студент должен ознакомиться с приборами и принадлежностями, собрать установку в соответствии с описанием работ (иногда работа может проводиться на готовой установке).

4. Выполнение эксперимента (измерений) можно начинать только с разрешения преподавателя. Эта часть работы является наиболее ответственной и ее надо проводить очень аккуратно и тщательно, согласно указаниям, которые приводятся в описаниях к каждой работе. Все результаты измерений записываются в личном лабораторном журнале (бланке отчета) студента, в таблицы результатов измерений.

5. После выполнения эксперимента студент должен получить отметку преподавателя о выполнении работы. Без подписи преподавателя работа не считается выполненной. Не рекомендуется разбирать установку или изменять ее параметры до проверки результатов преподавателем. Одно измерение следует провести в присутствии преподавателя.

6. Для получения зачета студент представляет преподавателю отчет со всеми расчетами. Оформление результатов работы производится на бланке отчета студента: вычисляют измеряемую величину по формулам, дают оценку погрешностей измерений, приводят графики.

7. Если студент не выполнил лабораторную работу, то на следующем занятии он выполняет работу, идущую по графику. Пропущенную работу можно выполнить в течение семестра на консультации, предварительно получив допуск у преподавателя.

8. Следует своевременно сдавать выполненные работы: не допускается выполнение следующей работы при наличии двух невыполненных или выполненных, но не зачтенных работ.

СХЕМА ОФОРМЛЕНИЯ ОТЧЕТА

Лабораторная работа №……

Наименование работы: ……

Цель работы: ……

Оборудование: ……

Краткая теория: ……

Ответы на контрольные (зачетные) вопросы.

Схема установки.

Рабочие формулы.

Результаты измерений (в таблицу вписывают результаты опыта).

Расчеты, оценка погрешностей.

Построение графиков.

Результаты и выводы.

В конце отчета пишут разборчиво фамилию и инициалы студента, курс, группу.

Успех всякой экспериментальной работы зависит не только от правильности метода измерения, точности применяемых приборов, тщательности выполнения измерений, но и от правильной систематической записи результатов измерений. Привычка производить вычисления на случайных клочках бумаги совершенно не допустима даже в черновых отчетах.

Необходимо систематически воспитывать в себе навыки точной, аккуратной и своевременной фиксации всех измерений.

Все вычисления физических величин следует проводить в Международной системе единиц (СИ) [5].

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

Теория погрешностей. Измерение физических величин и вычисление погрешностей краткая теория

Измерить какую-либо величину – значит узнать, сколько раз заключается в ней однородная величина, принятая за единицу меры. Непосредственно измерять данную величину (прямое измерение) приходится очень редко. В большинстве случаев производят не прямые измерения данной физической величины, а косвенные – через величины, связанные с измеряемой физической величиной определенной функциональной зависимостью. Например, измерение ускорения силы тяжести производится по измерению длины маятника и периода времени его качания.

Измерения весьма разнообразны, и классифицировать их можно по различным признакам. В настоящее время принята следующая классификация:

• по характеру точности – равноточные, многократные;

• по отношению к изменению измеряемой величины – статистические, динамические;

• по выражению результата измерений – абсолютные и относительные;

• по общим приемам получения результатов измерений – прямые, косвенные, совместные, совокупные.

Произвести измерения физических величин абсолютно точно невозможно, так как всякое измерение сопровождается той или иной ошибкой или погрешностью.

Различают три типа погрешностей:

1. Систематическая погрешность. При повторении одинаковых наблюдений эта погрешность остается постоянной или изменяется закономерным образом. Если природа и значение их известны, такие погрешности могут быть исключены из конечного результата введением соответствующей поправки. К систематическим погрешностям можно отнести погрешность измерительного прибора, у которого указан класс точности (измерительные приборы имеют класс точности от 0,05 до 4 и могут давать систематическую погрешность, не превосходящую 0,05% ÷ 4% максимального показания прибора).

2. Случайная погрешность. Она проявляется в хаотическом изменении результатов повторных наблюдений, когда они отличаются один от другого и от истинного значения вследствие беспорядочных воздействий весьма большого числа случайных факторов (электрического и магнитного полей, температуры, влажности; несовершенства зрения, слуха или по другим причинам, которые заранее нельзя учесть). Случайные ошибки могут изменять результаты в обе стороны, то увеличивая, то уменьшая их. Случайные ошибки носят субъективный характер.

3. Промах (просчет). Эта погрешность возникает в результате небрежности или ослабления внимания экспериментатора. Промахи должны быть исключены из результатов наблюдений. Единственное средство устранить их: внимательно сделать повторные (контрольные) измерения.

4. Погрешность вычислений (подробнее cм. [6], [8], [9], [10]) .

Исключить при измерениях случайные ошибки невозможно, но благодаря тому, что к случайным ошибкам можно применить законы теории вероятности, можно уменьшить влияние этих ошибок на окончательный результат измерений.