- •Лабораторные работы по механике
- •Предисловие
- •Введение Место физики среди естественных наук и роль измерений в физике
- •Порядок работы в лаборатории
- •Виды физических измерений
- •Единицы измерения
- •I. Элементы теории погрешностей Ошибки измерения (погрешности) и причины их возникновения
- •Определение величины ошибки при прямых измерениях
- •Коэффициенты Стьюдента
- •Относительная ошибка
- •Пример записи результатов прямых измерений
- •Функция нескольких переменных (ошибки косвенных измерений)
- •Способы уменьшения ошибки измерения
- •Некоторые правила приближенных вычислений
- •Графическое представление результатов
- •II. Простейшие физические измерения Линейный нониус и штангенциркуль
- •Микрометрический винт и микрометр
- •Угловой нониус и оптический угломер
- •Технические весы
- •Аналитические весы
- •Электрические весы
- •Торсионные весы
- •Общие правила работы с весами
- •Лабораторная работа № 1 Проверка градуировки шкалы весов и определение их чувствительности
- •Краткая теория работы
- •Ход работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 определение массы капли воды
- •Краткая теория работы
- •Ход работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 Измерение линейных и угловых размеров твердого тела
- •Форма отчета по лабораторной работе № 3
- •I. Измерения штангенциркулем
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 Определение объема и плотности твердого тела
- •Краткая теория работы
- •Ход работы
- •Форма отчета по лабораторной работе № 4
- •II. Определение плотности твердого тела неправильной формы Ход работы
- •Контрольные вопросы
Ход работы
1. Подготовить весы к работе:
а) установить весы горизонтально;
б) установить нуль весов;
в) определить цену деления весов.
2. Взвесить пустую бюксу. Результат занести в таблицу 1 в графу Показания весов.
3. Капнуть одну каплю воды в бюксу. Капля при этом должна свободно падать из пипетки, а не под нажимом. Определить общую массу бюксы с одной каплей воды. Результат занести в таблицу 2.1 в графу Показания весов.
4. Определить массу первой капли, вычтя из значения в строке 2 значение строки 1 графы Показания весов. Занести результат в таблицу 1 в графу Масса капли.
Таблица 1
№ опыта |
Показания весов М i, 10-6 кг |
№ капли |
Масса капли mi, 10-6 кг |
Отклонение массы капли от среднего mi, 10-6кг |
1 |
|
---- |
---- |
---- |
2 |
|
1 |
|
|
3 |
|
2 |
|
|
... |
|
... |
|
|
Средние Значения |
---- |
---- |
|
|
5. Капнуть вторую каплю воды в бюксу. Определить общую массу бюксы с двумя каплями воды. Результат занести в таблицу 2.1 в графу Показания весов в строку 3.
6. Определить массу второй капли, вычтя из значения в строке 3 значение строки 2 графы Показания весов. Занести результат в таблицу 2.1 в графу Масса капли.
Продолжить измерения, аналогичные пунктам 3-4 или 5-6, до тех пор, пока не заполнится бюкса или не будет достигнут предел измерений прибора; в этих случаях взять новую бюксу и начать измерения с пункта 2. Рекомендуется дальнейшие расчеты по пунктам 4,6 проводить после завершения всех измерений.
Для весов ВТ-500 нужно получить массы 150 капель, для ВТ-100 - 120 капель; для ВТ-50 - 75 капель.
7. Определить минимальное и максимальное значение масс капель из таблицы 1 и отложить их на числовой оси, выбрав масштаб так, чтобы полученный отрезок составлял 8-10 см.
8. Разделить полученный отрезок на 5-6 интервалов с учетом цены деления прибора, границы интервалов занести в Таблицу 2.2.
Таблица 2.2
№ интервала |
границы интервала,10-6 кг |
число капель в интервале Ni |
относительное число капель Ni/N0 |
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
... |
|
|
|
9. Определить число капель, приходящихся на определенный интервал, учитывая, что он закрыт слева и открыт справа.
Результаты занести в Таблицу 2.2.
10. Подсчитать относительное число капель в каждом интервале и занести полученные значения в таблицу 2.2.
11. По значениям, приведенным в таблице 2.2, построить гистограмму. На полученной гистограмме провести приближенную кривую Гаусса.
12. По приближенной кривой Гаусса определить абсолютную погрешность массы капли.
13. Рассчитать среднее значение массы капли, сравнить его с наиболее вероятным; определить отклонения масс отдельных капель и среднее отклонение от среднего значения.
14. Рассчитать абсолютную погрешность, используя формулу Питерса и приняв .
15. Сравнить абсолютные погрешности, полученные в пунктах 12 и 13, объяснить их различие.
16. Записать окончательное значение массы капли и определить точность опыта.
17. Сравнить результаты лабораторной работы № 2 с результатами лабораторной работы № 1.