15_физ_лаб_1
.docПетербургский Государственный
Университет Путей Сообщения
Кафедра Физики
Лаборатория механики и молекулярной физики
Лабораторная работа № 1
Обработка результатов эксперимента при изучении
прямолинейных передвижений тел
Выполнил
Студент группы
14-АТк-207
(заочный факультет)
Архипов И. А.
Санкт-Петербург
2015 год
Цель работы
Изучение равномерного и равнопеременного прямолинейных движений в поле земного тяготения. Определение ускорения свободного падения.
Таблица приборов
№ п/п |
Название прибора |
Погрешность прибора |
1 |
Экспериментальная установка |
- |
2 |
линейка |
0,005 м |
3 |
секундомер |
0,001 с |
4 |
весы |
0,01 г |
Расчетные формулы
-
Среднеквадратичная погрешность средне-арифметического результата:
-
случайная погрешность:
, где xр - коэффициент Стьюдента (по условию для t равен = 2,13)
-
доверительная погрешность:
, где Хprib – погрешность прибора
(при большой разнице случайной и приборной погрешностей меньшая может быть отброшена)
-
Относительная погрешность:
, где ∆xi - абсолютная погрешность ого наблюдения, а
– истинное значение измеряемой величины.
-
Среднеарифметическое значение результатов измерений:
-
Величина ускорения:
-
Величина ускорения свободного падения , где М – масса грузов 1 и 2, m – масса перегрузка ( по условию М приняты за 90 грамм)
-
Доверительный интервал для g:
Таблицы измерений
-
m= 0,01 кг
L= 0,33 м
L2= 0,12 м
№ наблюдения
Время,
t, сек
1
1,74
2
1,75
3
1,68
4
1,78
5
1,72
Пояснения к расчетам в таблице:
L = разница между высшей точкой подъема грузов (M+m) и нижней точкой, до которой опускается груз M, получаем 36-3=33 см.
Кронштейн установлен на высоту 15 см от основания, соответственно получаем, что L2=15-3=12 см
-
1
2
3
4
Номер измерений
i
Время
ti
сек
сек
сек
1
1,74
0,01
0,0001
2
1,75
0,02
0,0004
3
1,68
-0,05
0,0025
4
1,78
0,05
0,0025
5
1,72
-0,01
0,0001
сумма
8,67
-
0,0056
1,73
-
-
δ
-
-
0,0167
Расчеты
Находим доверительную погрешность времени (приборная погрешность очень мала, поэтому в расчет не берется):
∆t = 2,13*0,0167=0,0356 с
Окончательный результат измерения времени: t = 1,73±0,0356=1,7656 с
Находим относительную погрешность времени:
Et = 0,0356/1,7656*100%=0,0202*100%=2,02 %
Рассчитываем ускорение грузов:
м/с2
Рассчитываем относительную погрешность в определении ускорения:
Окончательный результат измерения ускорения:
м/с2
a = 0,012±0,0014 = 0,0134 м/с2
Определить величину ускорения свободного падения:
м/с2
Находим доверительный интервал g:
(по условию задачи ∆M=∆m=0,1 гр)
, отсюда ∆g=0,0024
Вывод
В результате проделанной работы произошло ознакомление со строением и принципом действия машины Атвуда. И на виртуальном макете изучен закон прямолинейного ускоренного движения тел под действием силы земного тяготения.