- •Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «омский государственный аграрный университет»
- •Введение
- •Трудоемкость изучения дисциплины «Физика» по специальностям ОмГау
- •Общие рекомендации
- •Классификация ошибок измерения
- •Методика расчета случайных ошибок прямых измерений
- •Коэффициент Стьюдента
- •Систематические ошибки. Соотношение случайной и систематической ошибок
- •Методика расчета погрешностей косвенных измерений
- •Лабораторная работа 1. Определение геометрических размеров тела (4 ч)
- •Теория линейного нониуса
- •Задание 1. Предварительная оценка точности измерения
- •Предварительная оценка точности измерения
- •Задание 2. Определение линейных размеров тел правильной геометрической формы
- •Измеряемые величины для определения размеров тела правильной геометрической формы
- •Лабораторная работа 2. Измерение времени и массы (4 ч)
- •Основные единицы системы си и их реализация
- •Описание установки и методов измерений
- •Задание 1. Измерение отрезков времени
- •Задание 2. Измерение массы с помощью пружинного маятника
- •Измеряемые и расчетные величины для определения массы
- •Лабораторная работа 3. Определение массы тела с помощью пружинного маятника (4 ч)
- •Описание установки и метода измерения
- •Задание 1. Определение массы тела, когда измеряемая масса представляет собой величину одного порядка с эталонной массой
- •Измеряемые и расчетные величины для определения массы тела с помощью пружинного маятника (m ≈ mэ)
- •Задание 2. Определение массы тела, если существует большое различие между измеряемой и эталонной массами
- •Лабораторная работа 4. Определение коэффициента упругости пружины (4 ч)
- •Описание установки
- •Задание 1. Определение коэффициента упругости пружины по закону Гука
- •Задание 2. Определение коэффициента упругости пружины из зависимости периода упругих колебаний от массы груза
- •Измеряемые и расчетные величины для определения коэффициента упругости к
- •Лабораторная работа 5. Определение силы земного притяжения с помощью математического маятника (4 ч)
- •Описание установки
- •Задание. Определение ускорения силы земного тяготения
- •Измеряемые и расчетные величины для определения ускорения свободного падения
- •Лабораторная работа 6. Изучение законов сохранения импульса и энергии при упругом ударе (4 ч)
- •Задание 1. Определение коэффициента восстановления энергии при упругом ударе
- •Измеряемые и расчетные величины для определения коэффициента восстановления энергии
- •Задание 2. Проверка закона сохранения импульса для упругого удара
- •Расчет теоретических значений скоростей после удара
- •Лабораторная работа 7. Определение момента инерции тела (4 ч)
- •Описание установки и метода измерения
- •Задание 1. Определение момента инерции крестообразного маятника при двух положениях грузов (на концах спиц, сдвинуты к ступице)
- •Измеряемые и расчетные величины для определения момента инерции тела неправильной формы
- •Задание 2. Расчет относительных и абсолютных погрешностей
- •Расчет ошибок
- •Лабораторная работа 8. Определение момента инерции методом крутильных колебаний (4 ч)
- •Описание установки и метода измерения
- •Измеряемые и расчетные величины для определения момента инерции методом крутильных колебаний
- •Задание 1. Определение периодов крутильных колебаний прибора, прибора с эталоном, прибора с телом
- •Задание 2. Определение момента инерции тела
- •Лабораторная работа 9. Определение параметров затухающих колебаний физического маятника (4 ч)
- •Измеряемые и расчетные величины для определения периода и частоты физического маятника
- •Измеряемые и расчетные величины для определения параметров затухающих колебаний физического маятника
- •Рекомендуемая литература
- •Оглавление
Задание 1. Предварительная оценка точности измерения
1. Определить линейные размеры тел с помощью различных измерительных приборов: линейки, штангенциркуля, микрометра.
2. Рассчитать относительные ошибки каждого прямого измерения. В качестве абсолютных погрешностей результатов прямых измерений следует взять приборные ошибки.
3. Сравнить относительные погрешности всех прямых измерений и выделить наименее точно измеренную величину. Для ее определения следует выбрать из имеющегося набора измерительных приборов наиболее точный. Приборы для определения остальных величин подбирают так, чтобы их относительная ошибка была на порядок меньше относительной ошибки наименее точно измеренной величины или того же порядка. Результаты предварительной оценки точности измерения представить в виде табл. 1.2 и сделать заключение.
Таблица 1.2
Предварительная оценка точности измерения
Измеряемая величина |
Выбранный измерительный прибор |
Результат однократного измерения |
Абсолютная погрешность |
Относительная погрешность |
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
Задание 2. Определение линейных размеров тел правильной геометрической формы
1. Штангенциркулем не менее пяти раз измерить диаметр цилиндра.
2. Микрометром не менее пяти раз измерить диаметр цилиндра.
3. Рассчитать доверительный интервал и относительную погрешность измерений диаметра цилиндра с помощью штангенциркуля и микрометра при доверительной вероятности = 0,95. Данные занести в табл. 1.3.
Таблица 1.3
Измеряемые величины для определения размеров тела правильной геометрической формы
№ п/п |
штангенциркуль |
микрометр | |||||
1 |
|
|
|
|
|
| |
2 |
|
|
|
|
|
| |
3 |
|
|
|
|
|
| |
4 |
|
|
|
|
|
| |
5 |
|
|
|
|
|
| |
| |||||||
Окончательный результат записать в виде dшт. = < d > ± ∆d,
d = < d > ± ∆d, при = 0,95.
Контрольные вопросы
1. Выведите формулу для расчета точности нониуса.
2. Каким прибором следует воспользоваться, если один и тот же линейный размер тела можно измерить штангенциркулем и микрометром?
3. Как рассчитать доверительный интервал непосредственно измеряемой величины?
4. Из каких соображений выбирают число измерений? Как зависят точность результата отдельных измерений и точность среднего результата от числа измерений?
5. Каков смысл записи d. = < d > ± ∆d, при α = 0,95?
6. Объясните, с чем связан разброс результатов отдельных измерений линейных размеров.
Литература [3, § 62, 66, 68, 75; 1, § 27, 30, 31].
Лабораторная работа 2. Измерение времени и массы (4 ч)
Цель – освоить метод отсчёта отрезков времени и метод измерения массы, основанный на инертных свойствах тела.
Приборы и материалы: электрический секундомер, пружинный маятник с набором грузов.