Контрольные вопросы

1. Каковы особенности поверхностного слоя жидкости?

2. Дайте два определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости.

3. На что затрачивается работа при увеличении поверхности жидкости?

4. Какие силы действуют на кольцо, находящееся в контакте с поверхностью жидкости? Получите рабочую формулу для определения поверхностного натяжения методом отрыва кольца.

5. Почему в отсутствие внешних сил капли жидкости принимают форму шара?

6. Какие силы действуют на каплю жидкости, находящуюся на конце трубки? Получите рабочую формулу для относительного метода определения коэффициента поверхностного натяжения.

7. Как зависит от температуры поверхностное натяжение жидкости? Когда и почему коэффициент поверхностного натяжения жидкости становится равным нулю?

8. Объясните, каким образом графически можно определить погрешность силы поверхностного натяжения?

Литература

4. Кикоин И.К., Кикоин А.К. Молекулярная физика.- М.: 1963.

5. Трофимова Т.И. Курс физики.- М.: 1994.

6. Физические величины: Справочник / Под ред. И. К. Кикоина.- М.: Атомиздат, 1976.

Математическая обработка результатов эксперимента Прямые измерения1

1. Вычислить выборочное среднее из N измерений²:

  . (1)

2. Вычислить выборочное стандартное отклонение среднего:

  . (2)

3. Вычислить абсолютную погрешность (значение задает преподаватель):

  , (3)

где - коэффициент Стьюдента (см. табл. 3 стр. 50), для заданного и N (N- число измерений), -приборная погрешность, - субъективная погрешность. Эти погрешности определяются:

, где - цена деления (определяется по шкале прибора)

Числовые значения , для конкретных приборов, используемых в выполняемой лабораторной работе, берутся из табл. 1 (см. стр. 46).

4. Определить относительную погрешность:

  . (4)

5. Результат записать в виде ( подробнее см. ниже «Запись результатов вычислений»):

  , . (5)

Косвенные измерения1

1. Предварительно произвести расчет погрешностей прямых измерений (см. выше) (погрешности табличных значений стр. 49), результат записать в виде (5).

2. Вычислить среднее значение (величина q есть функция ) в соответствии с расчетной формулой.

3. Вычислить абсолютную погрешность :

А) Универсальный метод:

. (6)

Например:

, где , R, , - результаты прямых измерений, для которых известны абсолютные погрешности , , , .

Воспользуемся формулой (6):

.

Б) Если величина q может быть представлена в виде: , где , , - точные числа, тогда абсолютную погрешность можно определить более просто по формуле:

  . (7)

Например:

, где - табличное значение, , - результаты прямых измерений, для которых известны абсолютные погрешности , , .

Перепишем заданную формулу в виде: .

Воспользуемся формулой (7):

.

С) Метод «Шаг за шагом»:

В некоторых случаях вычисление частных производных формулы (6) может быть достаточно сложным, при этом формула (7) может оказаться не применима, т.к. q есть функция, в которую входит разность или сумма. Тогда исходную формулу можно разбить на части, используя дополнительные обозначения.

Например:

, где , R, , - результаты прямых измерений, для которых известны абсолютные погрешности , , , .

Обозначим , тогда или . Выражение для получаем, применяя формулу (7):

.

Выражение для получаем, применяя формулу (6):

.

4. Результат записать в виде (см. ниже «Запись результатов вычислений»):

  , . (8)

5. Определить относительную погрешность:

  . (9)