Отчёт по лабораторной работе №100
.docx
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное Государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт нанотехнологий, электроники и приборостроения
Кафедра электрогидроакустической и медицинской техники
Отчёт
По лабораторной работе №100
По курсу Физика
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА
Выполнил:
Студент группы ЭПбо1-2
Карамнов А.А.
25 сентября 2018 г.
Преподаватель: Азурманян Г.В.
Таганрог 2018г
Цель работы: Овладение методами оценки погрешности и определение ускорения свободного падения с помощью малых свободных колебаний математического маятника
Приборы и принадлежности: Нить, грузик, миллиметровая линейка, часы
Таблица характеристик измерительных приборов:
|
Название прибора |
Диапазон измерений |
Число делений |
Класс точности |
Приборная погрешность |
Цена деления |
|
Миллиметровая линейка |
0…40см |
400 |
- |
|
1мм |
Краткие теоретические сведения: Общие сведения о колебаниях. Гармонические колебания. Физический и математический маятники. Основы теории погрешности и обработки экспериментальных данных
Существуют погрешности:
1)Систематическая – закономерная погрешность при измерениях одной и той же величины
2)Случайная – погрешность, которая возникает случайно
3)Грубая – погрешность, существенно отличающаяся от ожидаемых
Измерения бывают:
1) Косвенные – измерение, при которой искомое значение физической величины определяется путём расчёта.
2) Прямое – измерение, при которой физические величины определяются либо непосредственным сравнением с мерой либо при помощи измерительного прибора.
Погрешности измерений:
1) Абсолютная погрешность – отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины
2) Относительная погрешность – отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины.
Описание экспериментальной установки и методики эксперимента: Для
экспериментального определения значения ускорения свободного
падения g разработано много различных методов. Среди них, наиболее
широкое распространение, получил маятниковый метод.
Маятниковый метод представляет собой использование колебательной
системы, состоящей из нити и груза, при выведении которой из состояния
покоя будут совершаться колебания.
Экспериментальная установка включает в себя:
-
Нить, прикреплённая к подвесу
-
Груз, закреплённый на нити
-
Часы, для фиксирования времени
Расчетные формулы и формулы для оценки погрешности косвенных
измерений:
-
-
(2)
-
(3)
-
(4)
-
(5)
-
(6)
-
(7)
-
-
(8)
-
-
(9)
-
-
-
-
-
-
-
Выполнение работы:
-
Провожу прямые измерения длинны нити и времени прохождения полных колебаний. Фиксирую результаты в Таблице 1.
-
-
-
-
-
№ опыта
-
, -
м
-
, -
с
-
1
-
-
-
-
-
-
-
-
38
-
1,65
-
103
-
2
-
101
-
3
-
101
-
4
-
103
-
5
-
103
-
6
-
1,45
-
96
-
7
-
96
-
8
-
93
-
9
-
94
-
10
-
96
-
11
-
1,25
-
88
-
12
-
88
-
13
-
87
-
14
-
88
-
15
-
88
-
-
Таблица 1. Результаты прямых измерений
-
-
-
-
-
-
Исходя из Таблицы 1:
-
Провожу измерения арифметического значения времени. Формула (1)
-
Провожу измерения арифметического значения величины случайных отклонений времени. Формула (2)
-
Вычисляю квадраты случайных отклонений. Формула (3)
-
Вычисляю среднее квадратичное отклонение среднего арифметического. Формула (4)
-
Определяю коэффициент Стьюдента и вычисляю случайную погрешность среднего арифметического значения времени совершения
колебаний. Формула (5)
-
Результаты записываю в Таблицу 2
-
-
№ опыта
-
-
-
1,65
-
1
-
103
-
-
-
102,2
-
0,8
-
0,64
-
-
-
0,489
-
-
-
2,8
-
-
-
1,36
-
2
-
101
-
1,2
-
1,44
-
3
-
101
-
1,2
-
1,44
-
4
-
103
-
0,8
-
0,64
-
5
-
103
-
0,8
-
0,64
-
-
-
1,45
-
1
-
96
-
-
-
95
-
1
-
1
-
-
-
0,63
-
-
-
2,8
-
-
-
1,764
-
2
-
96
-
1
-
1
-
3
-
93
-
2
-
4
-
4
-
94
-
1
-
1
-
5
-
96
-
1
-
1
-
-
-
1,25
-
1
-
88
-
-
-
87,8
-
0,2
-
0,04
-
-
-
0,19
-
-
-
2,8
-
-
-
0,532
-
2
-
88
-
0,2
-
0,04
-
3
-
87
-
0,2
-
0,04
-
4
-
88
-
0,2
-
0,04
-
5
-
88
-
0,8
-
0,64
-
-
Таблица 2. Обработка результатов прямых измерений
-
-
Для каждой серии измерений записываю окончательные результаты обработки измерений времени совершения
полных колебаний. Формула (5) -
-
= -
-
-
= -
-
-
= -
-
Вычисляю для каждой серии измерений относительные погрешности
-
измерения времени. Формула (6)
-
-
= -
-
= -
-
= -
-
Вычисляю среднее значение величины ускорения свободного падения в
-
каждой серии. Формула (7)
-
-
= -
-
-
= -
-
-
= -
-
Вычисляю абсолютные погрешности значения ускорения свободного падения в каждой серии измерений. Формула (8)
-
-
= -
-
= -
-
= -
-
Записываю окончательный результат. Формула (9)
-
= -
-
= -
-
= -
-
Вычисляю относительную погрешность измеренного значения ускорения свободного падения в каждой серии измерений. Формула (10)
-
-
= -
-
= -
-
= -
-
Полученные значения ускорения свободного падения совпадают со значением табличного ускорения свободного падения.
-
Вывод: В ходе выполнения лабораторной работы табличные значения ускорения свободного падения совпадают со значением табличного ускорения свободного падения. Причинами расхождения в теоретических и практических результатах могут послужить грубые погрешности.
-
-
