- •Министерство образования и науки Российской федерации
- •Лабораторный практикум (лабораторные работы №9 и №48) Правила безопасности при выполнении лабораторных работ
- •1. Изучение основного закона
- •(Лабораторная работа № 9)
- •Краткая теория эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2. Определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля земли (лабораторная работа №48)
- •Краткая теория
- •Краткая теория эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Контрольная работа
- •Вариант 0 Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вопросы к экзамену
Порядок выполнения работы
Подготовим таблицы для результатов измерений
Таблица 1
-
, м
, м
, м
, м
Таблица 2
N |
m |
m, кг |
t1, c |
t2, c |
t3, c |
t4, c |
t5, c |
tср, c |
t, c |
t |
1 |
m1 |
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
m2 |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
m3 |
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
m4 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3
N |
m |
a, м/с2 |
M, Нм |
M |
M, Нм |
, рад/с2 |
|
, рад/с2 |
1 |
m1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
m2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
m3 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
m4 |
|
|
|
|
|
|
|
2. Установим все четыре груза Е (рис.1) в крайнем, дальнем от оси вращения положении и закрепим их винтами.
3. Измерим диаметр шкива и определим радиус шкива . Занесем егозначение в табл. 1.
4. Намотаем нить на шкив и к свободному концу нити подвесим груз m. Измерим расстояние от верхнего положения груза m по пола. (Для проведения измерений и расчетов удобно, чтобы груз m в каждом опыте проходил одно и то же расстояние h от верхнего, выбираемого нами уровня, до нижнего уровня - пола.)
5. Рассчитаем абсолютную и относительную погрешности определения радиуса шкива r и высоты h. Абсолютные погрешности и принимаем равными половине цены наименьшего деления измерительного инструмента (штангенциркуля и линейки соответственно), относительную погрешности определяем по формулам: , .
6. Используя последовательно грузы m = m1 , m2 , m3, m4 , определим время их прохождения пути h. Время движения груза m измерим с помощью секундомера, причем для уменьшения погрешности измерения времени для каждого груза m = m1 , m2 , m3, m4 проведем по пять опытов и измерений t1 , t2 , t3, t4, t5. Для каждого груза найдем среднее значение времени движения, как среднее арифметическое значение пяти последовательных измерений: .
Абсолютная погрешность измерения времени в каждом опыте (m = m1 , m2 , m3, m4 ):
(n=5).
Относительная погрешность измерения времени:
для каждого из четырех опытов (m = m1 , m2 , m3, m4 ).
7. По найденным значениям tср1 , tср2 , tср3, tср4 для каждого груза m1, m2, m3, m4 вычислим соответствующие значения а1, а2, а3, а4, используя формулу .
8. По полученным значениям а1, а2, а3, а4 рассчитаем соответствующие значения момента силы (): М1, М2, М3, М4 и углового ускорения (): 1, 2, 3, 4 .
Таким образом, экспериментально получены координаты точек (М1, 1), (М2, 2 ), (М3, 3 ), (М4, 4).
9. Оценим погрешности экспериментального определения моментов сил М1, М2, М3, М4 и углового ускорения 1, 2, 3, 4. Поскольку определение величин моментов сил М и величины углового ускорения следует из косвенных измерений, то используем зависимости относительной погрешности М и от относительных погрешностей r, h, t:
, , где .
Вычислив относительные погрешности М1, М2, М3, М4 и 1, 2, 3, 4, получим абсолютные погрешности измерения моментов сил М и углового ускорения соответственно М1, М2, М3, М4 и 1, 2, 3, 4, используя формулы: и .
10. По точкам (М1, 1), (М2, 2), (М3, 3 ), (М4, 4) с учетом погрешностей экспериментального определения ускорения построим и проанализируем график зависимости .
Рис. 2. График экспериментальной зависимости