- •Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ
- •664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83 содержание
- •Лабораторная работа 1-1 Физические измерения и обработка результатов
- •Порядок выполнения работы Определение ускорение свободного падения с помощью математического маятника.
- •Основные определения теории приближенных вычислений
- •Правила действий над приближенными числами
- •Приложение 1.3 Графическое представление результатов опыта
- •Приложение 1.4 Значение параметра Стьюдента в зависимости от вероятности и числа степеней свободы.
- •Приложение 1.5
- •Литература
- •Лабораторная работа 1-2 изучение кинематики и динамики поступательного движения на машине атвуда
- •Порядок выполнения работы
- •Задание 1. Проверка закона скоростей
- •Задание 2. Проверка закона перемещений
- •Задание 3. Проверка второго закона Ньютона.
- •Метод наименьших квадратов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа 1-3 Механические колебАния
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа 1-4 Определение момента инерции и проверка закона сохранения энергии с помощью маятника Максвелла
- •Контрольные вопросы
- •Главные оси тензора инерции
- •Нахождение главных осей
- •Моменты инерции относительно осей
- •Описание эксперимента
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Цель работы: изучить виды деформации твердого тела и определить модули сдвига исследуемого материала. Теоретическая часть Деформация
- •Закон Гука
- •Всестороннее сжатие
- •Чистый сдвиг
- •Чистое кручение
- •Чистое кручение при деформации цилиндрической пружины
- •Экспериментальная часть Приборы и принадлежности: цилиндрические пружины из исследуемых материалов, набор грузиков, прибор для измерения периодов колебаний.
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопрсы
- •Экспериментальная часть
- •Определение угловой скорости маятника
- •Определение момента инерции маятника
- •Порядок выполнения работы
- •Описание экспериментальной установки
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Правила безопасности труда
- •Лабораторная работа 1-9 изучение прецессии гироскопа
- •Время непрерывной работы двигателя гироскопа – 10 минут, перерыв 5 минут.
- •Контрольные вопросы
- •Литература
Порядок выполнения работы Определение ускорение свободного падения с помощью математического маятника.
Упражнение 1.Порядок обработки прямых измерений. Определение периода колебаний математического маятника.
Получите у преподавателя значения длины нити математического маятника и числа измеренийпериода колебаний.
Проведите измерений периода колебаний маятника, результаты этих измерений внесите в табл. 3.
Таблица 3
Nизм |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 | |
, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Просуммируйте все значения и данную сумму занесите в соответствующую графу. Используя значение этой суммы, по формуле (1) найдите среднее значение периода колебаний математического маятника.
Зная , заполните окончательно табл. 3, используя данные этой таблицы, найдите дисперсию среднего значение периода колебаний маятника по формуле (3).
Найдите среднеквадратичное отклонение среднего значения по формуле
Задаваясь вероятностью и зная число степеней свободы, определите по табл. 1 значение параметра Стьюдента. Результат измерения периода колебаний запишите в виде.
Упражнение 2.Обработка результатов косвенных измерений. Определение ускорения свободного падения.
Запишите в табл. 4 значения периода колебаний маятника. Эти данные возьмите из упражнения 1.
Таблица 4
, с |
, м |
, м/с2 | ||||
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
| |||||
3 |
| |||||
4 |
| |||||
5 |
| |||||
|
|
|
|
|
|
Затем по формуле вычислите среднее значение ускорения.
Вычислите дисперсию ускорения свободного падения по формуле
В качестве дисперсии длины маятника берется квадрат приборной погрешности. Дисперсия числа находится из Приложения 1.6.
Найдите среднеквадратичное отклонение ускорения по формуле
Результат измерения ускорения запишите в виде .
Упражнение 3.Порядок обработки совместных измерений. Определение ускорения свободного падения.
В этом упражнении необходимо определить ускорение свободного падения из совместных измерений длины математического маятника и его периода колебаний.
Период колебаний математического маятника вычисляется по формуле . Для того чтобы воспользоваться методом обработки совместных измерений для зависимостивведем следующие обозначения:
; ;.
Таким образом, зная экспериментальную зависимость или, можем вычислить коэффициент. Затем из соотношениявычислим ускорение свободного падения.
Получите у преподавателя значение пяти различных длин и определите период колебаний математического маятника.
Полученные данные запишите в табл. 5 (графы 2,3). В соответствии с вышеприведенными обозначениями заполните графы 4 и 5.
Таблица 5
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
, м |
, с | ||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Проведите соответствующие вычисления и заполните графы 6,7 табл. 5. В графу вносится сумма соответствующих колонок.
По формуле (15) вычислите значения параметра .
Проведите соответствующие расчеты и заполните графу 8.
Далее по формуле (16) вычислите дисперсии параметра А.
По формуле вычислите ускорение свободного падения.
По формуле вычислите среднеквадратичное отклонение ускорения свободного падения.
Окончательный результат запишите в виде .
В координатах постройте график зависимости, там же нанесите звездочками экспериментальные точки.
По формуле (20) найдите дисперсию адекватности. Дисперсию воспроизводимости найдите по формуле , где. Значениявозьмите из первого упражнения. По этим данным найдите критерий Фишера. Сравнивая полученное значение критерия Фишера с табличным, сделайте окончательный вывод о соответствии зависимостиполученным экспериментальным данным.
Приложение 1.1