12. Отчет по лабораторным работам. Пример.

Отчет по лабораторной работе должен включать в себя:

1. Название работы.

2. Краткое изложение цели работы.

3. Перечень используемых приборов и оборудования.

4. Схема установки проводимого эксперимента.

5. Краткое изложение теории метода с выводами рабочих формул.

6. Описание всех этапов выполнения работы.

7.Запись результатов измерений в виде таблицы с указанием единиц измерения и приборной погрешности. Запись параметров установки,

необходимых для последующих расчетов (также с указанием единиц и погрешностей).

8. Обработанные результаты измерений, представленные в виде таблиц, чисел, графиков - в соответствии с заданием, определенном в методической разработке к лабораторной работе.

9. Вычисление погрешностей с подробным описанием всех промежуточных вычислений.

10. Вывод, включающий в себя анализ и обобщение всех полученных результатов с учетом погрешностей, и их сопоставление с табличными данными, с теорией и данными других экспериментов.

Пример отчета:

Лабораторная работа №5 Изучение равноускоренного движения на машине Атвуда

Цель работы: определение ускорения свободного падения с помощью машины Атвуда.

Описание установки: Используемый в работе прибор содержит измерительную часть, включающую в себя миллисекундомер, измеряющий время равномерного падения грузов; колонну с нанесенной метрической шкалой для измерения расстояний. На колонне смонтированы неподвижный блок и три кронштейна: верхний и нижний, подвижные, — для установки длины пути, и средний — для снятия с падающего груза дополнительного грузика. Стопор блока удерживает грузы до начала эксперимента. Для регистрации груза применены два фотодатчика — сигнализаторы начала и конца отсчета времени.

Кнопка "Пуск" отключает стопор и запускает миллисекундомер, а кнопка "сброс" обнуляет показания секундомера, т.е. подготавливает прибор к следующему эксперименту.

Массу и ускорение грузов можно изменять с помощью сменных колец — грузиков, надеваемых на один из грузов.

Методика выполнения и рабочие формулы: Данная система в свободном состоянии будет равноускоренно двигаться под влиянием силы mg. Из основного уравнения динамики:

g = (2M+m)a / m,

где М – масса большого груза, m– малого, а – ускорение системы.

Ускорение системы

а= V² / 2S_Py ,

где S_Py - путь равноускоренного движения, V – скорость в конце равноускоренного движения, т.е. в начале равномерного.

После отделения грузика система продолжает равномерно двигаться, проходя путь S_Pавн = V t .

Окончательно имеем:

g = ((2M+m)  S²_Pавн ) / (2m S_Ру  t² ) . (1)

Таким образом, измерив массы грузов m и M , путь S_Ру, равноускоренного движения и путь S_Pавн равномерного движения, время t равномерного движения, можно определить ускорение свободного падения.

Результаты измерений и вычислений: Масса каждого груза равна 60 г , а дополнительных грузиков: m₁=6 г , m₂=8 г , m₁=10 г .

Остальные результаты измерений занесены в таблицу №1.

табл. 1

N измерения Измеряемая величина	1	2	3	4	5
h1 , (см)	38,50
h2,(см)	25,50
h2 (см)	5,00
t1,(с)	0,73	0,71	0,72	0,71	0,71
t1,(с)	0,62	0,62	0,62	0,61	0,63
t1,(с)	0,54	0,55	0,55	0,55	0,55

Примеры расчетов:

Среднее время находится как среднее арифметическое величин каждого измерения по формуле (5.4).

Т.о. t_1ср = 0,72 с; . t_2ср = 0,62 с; . t_3ср = 0,55 с.

По формуле (1) находим:

g_1изм = (2 0,06 кг + 0,006 кг)  (0,255 м – 0,05 м) ² / (2 0,006 кг  (0,385 м – 0,255 м)  (0,72 с)² ) = 6,550 м/с²

g_2изм = (2 0,06 кг + 0,008 кг)  (0,255 м – 0,05 м) ² / (2 0,008 кг  (0,385 м – 0,255 м)  (0,62 с)² ) = 6,730 м/с²

g_3изм = (2 0,06 кг + 0,010 кг)  (0,255 м – 0,05 м) ² / (2 0,010 кг  (0,385 м – 0,255 м)  (0,55 с)² ) = 6,950 м/с²

g_{среднее} = 6,740 м/с².

Расчет погрешности:

Погрешность измерения можно найти по формуле g = ((2M+m)  S²_Pавн  Δмс) / (m S_Ру  t³ ) , где Δмс = 0,001с — систематическая погрешность миллисекундомера .

Δ ₁= (2 0,06 кг + 0,006 кг)  (0,255 м – 0,05 м) ² 0,001 с /( 0,006 кг  (0,385 м – 0,255 м)  (0,72 с)³ ) = 0,018 м/с²

Δ ₂= (2 0,06 кг + 0,008 кг)  (0,255 м – 0,05 м) ²  0,001 с / ( 0,008 кг  (0,385 м – 0,255 м)  (0,62 с)³ ) = 0,022 м/с²

Δ ₃= (2 0,06 кг + 0,010 кг)  (0,255 м – 0,05 м) ² 0,001 с / ( 0,010 кг  (0,385 м – 0,255 м)  (0,55 с)³ ) = 0,025 м/с²

Δ _сред= 0,022 м/с².

Вывод:

В ходе проведения лабораторной работы мы определили величину свободного падения g = 6,740±0,022 м/с². Найденное нами значение в пределах погрешности не совпадает с табличным значением (g = 9,8 м/с²). Это может быть вызвано большим моментом сил трения в блоке, растяжимостью нити, неустойчивостью установки.

Наименьшая погрешность наблюдается в первом измерении , откуда следует, что результат в данном случае тем точнее, чем меньше разность масс грузов.