Лабораторный практикум Физика / Часть_1 / 2_Построение графиков

21

2. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ

В лабораторном практикуме и при выполнении расчетно-графических (семестровых) работ по физике часто возникает необходимость построения графических зависимостей. При оформлении графиков нужно следовать нижеперечисленным правилам.

1. Графики строят на миллиметровой бумаге форматом не менее чем 1416 мм (страница стандартной тетради). Готовый график должен быть подклеен к отчету по лабораторной работе. В виде исключения допускается построение зависимостей с помощью стандартных компьютерных программ – но и в этом случае графики должны соответствовать всем изложенным здесь требованиям (в частности, иметь масштабно-координатную сетку).

2. На координатных осях должны быть указаны обозначения откладываемых величин и единицы их измерения.

3. Начало координат, если это не оговорено особо, может не совпадать с нулевыми значениями величин. Его выбирают таким образом, чтобы площадь чертежа была использована максимально.

4. Экспериментальные точки изображаются четко и крупно: в виде кружков, крестиков и т.п.

5. Масштабные деления на координатных осях следует наносить равномерно. Координаты экспериментальных точек на осях не указывают, а линии, определяющие эти координаты, не проводят.

6. Масштаб выбирают таким образом, чтобы:

а) кривая была равномерно растянута вдоль обеих осей (если график представляет собой прямую, то угол ее наклона к осям должен быть близок к 45);

б) положение любой точки можно было определить легко и быстро (масштаб, при котором чтение графика затруднено, считается неприемлемым^*).

7. Если наблюдается значительный разброс экспериментальных точек, то кривую (прямую) следует проводить не по точкам, а между ними – так, чтобы количество точек по обе стороны от нее было одинаковым. Кривая должна быть плавной.

Пример 7. Пусть требуется построить график зависимости пути S от времени t при равномерном движении тела. Экспериментальные данные приведены в табл. 4. Два варианта графика зависимости S(t) – оформленный с ошибками и правильный – изображены на рис. 4 и 5.

Таблица 4

t, c	10	12	14	15	16	18	19	22
S, м	20	23	30	31	34	34	38	43

Основные, наиболее типичные ошибки, допускаемые студентами при построении графиков (рис. 4):

• неправильно выбраны направления осей координат: время t является независимой переменной (аргументом) и должно быть отложено по оси абсцисс (горизонтальной), а зависимая переменная (функция) – путь S – по оси ординат (вертикальной);

• на оси ординат не указаны отложенная величина (время t) и единицы ее измерения (с), а на оси абсцисс – единицы измерения пути S (м) – см. п. 2;

• площадь чертежа использована не полностью (поскольку из условия примера не следует, что оси координат должны начинаться с нулевых значений, то начало координат следует сместить и за счет этого увеличить масштаб графика) – см. п. 3;

• не выделены экспериментальные точки – п. 4;

• масштабные деления на оси времени нанесены неравномерно (если есть деления 0 и 5, то следующим должно быть 10 и т.д.) – п. 5;

• на оси пути нанесены не масштабные деления, а координаты экспериментальных точек; проведены лишние пунктирные линии – см. также п. 5;

• график сжат по оси абсцисс за счет двух причин: неправильно выбранного начала координат (п. 3) и неудачного (слишком мелкого) масштаба – п. 6, а;

• выбран крайне неудобный масштаб по времени, в связи с чем чтение графика затруднено – п. 6, б;

• неправильно соединены экспериментальные точки: зависимость пути от времени при равномерном движении заведомо линейна, и график должен представлять собой прямую – п. 7.

Правильно оформленный график представлен на рис. 5.

Рис.4

Рис.5

* Масштаб является удобным для чтения графика, если в единице отложенной по оси величины содержится одна ( или две, пять, десять, двадцать, пятьдесят и т.д.) линейная единица – миллиметр или сантиметр. Следует избегать неудобного, но часто используемого студентами масштаба – 15 или 30 мм на единицу величины.