-
Теоретическое обоснование.
Цель работы – ознакомление с методикой измерения физических величин с помощью наиболее широко используемых приборов, в том числе на железнодорожном транспорте, а также с основами методики обработки результатов измерений.
-
Задачи работы
-провести многократные измерения одной и той же физической величины(40…50 измерений).
-
провести статистический анализ выборки, полученной точным прибором (изучить дрейф, определить среднее выборочное, доверительный материал); для показаний прибора указать абсолютную и относительную погрешности и правильно записать результаты измерений.
-
По показаниям прибора построить экспериментальную гистограмму, с помощью которой оценить величину среднего квадратичного отклонения
и
истинное значение измеряемой величины;
сравнить эти значения с оценками
аналогичных величин.
Схема установки.
Перечень измерительных приборов.
Таблица 1.
|
№ |
Название прибора |
Пределы измерения |
Цена деления |
Класс точности |
|
1 |
Электронный секундомер |
0 – 1800 сек. |
0.001 сек. |
|
-
Обработка результатов измерений.
А). Проанализировать изменение со временем определяемой величины, построив по полученным результатам график 1.
Результаты многократных измерений.
Таблица 2.
|
№ |
|
|
|
|
1 |
9,858 |
-0,244 |
0,059516 |
|
2 |
9,85 |
-0,252 |
0,063483 |
|
3 |
9,94 |
-0,162 |
0,026231 |
|
4 |
10,183 |
0,081 |
0,006568 |
|
5 |
10,229 |
0,127 |
0,01614 |
|
6 |
9,901 |
-0,201 |
0,040384 |
|
7 |
10,069 |
-0,033 |
0,001086 |
|
8 |
9,806 |
-0,296 |
0,087591 |
|
9 |
10,256 |
0,154 |
0,023729 |
|
10 |
10,234 |
0,132 |
0,017435 |
|
11 |
10,2 |
0,098 |
0,009612 |
|
12 |
9,804 |
-0,298 |
0,088779 |
|
13 |
10,133 |
0,031 |
0,000964 |
|
14 |
10,21 |
0,108 |
0,011673 |
|
15 |
9,995 |
-0,107 |
0,01144 |
|
16 |
10,107 |
0,005 |
2,54E-05 |
|
17 |
10,055 |
-0,047 |
0,002205 |
|
18 |
9,838 |
-0,264 |
0,069674 |
|
19 |
10,16 |
0,058 |
0,003369 |
|
20 |
10,205 |
0,103 |
0,010618 |
|
21 |
10,035 |
-0,067 |
0,004483 |
|
22 |
10,015 |
-0,087 |
0,007562 |
|
23 |
10,233 |
0,131 |
0,017172 |
|
24 |
10,177 |
0,075 |
0,005631 |
|
25 |
10,047 |
-0,055 |
0,00302 |
|
26 |
10,24 |
0,138 |
0,019056 |
|
27 |
10,139 |
0,037 |
0,001372 |
|
28 |
10,211 |
0,109 |
0,01189 |
|
29 |
9,781 |
-0,321 |
0,103014 |
|
30 |
9,924 |
-0,178 |
0,031669 |
|
31 |
10,233 |
0,131 |
0,017172 |
|
32 |
10,218 |
0,116 |
0,013466 |
|
33 |
10,066 |
-0,036 |
0,001293 |
|
34 |
10,193 |
0,091 |
0,008289 |
|
35 |
10,21 |
0,108 |
0,011673 |
|
36 |
9,958 |
-0,144 |
0,020724 |
|
37 |
10,08 |
-0,022 |
0,000482 |
|
38 |
10,329 |
0,227 |
0,051548 |
|
39 |
10,015 |
-0,087 |
0,007562 |
|
40 |
10,7 |
0,598 |
0,357654 |
|
41 |
10,2 |
0,098 |
0,009612 |
|
42 |
10,25 |
0,148 |
0,021916 |
|
43 |
10,209 |
0,107 |
0,011458 |
|
44 |
10,091 |
-0,011 |
0,00012 |
|
45 |
10,181 |
0,079 |
0,006248 |
|
46 |
10,076 |
-0,026 |
0,000674 |
|
47 |
9,99 |
-0,112 |
0,012535 |
|
48 |
10,06 |
-0,042 |
0,001761 |
|
|
|
|
|
10,10196
0,000
1,309576
3) По результатам измерений составить таблицу 3, необходимую для построения
гистограммы и кривой, описывающий закон распределения.
Таблица 3.
-
№
Ячейки гистограммы
,
сек.Число измерений в ячейке,
1
9,781-9,924
8
0,12
2
9,924- 10,08
14
0,29
3
10,08-10,234
21
0,44
4
10,234-10,329
4
0,083
5
10,329-10,7
1
0,021
Выборочное среднее квадратическое отклонение S(x) для единичного измерения x1
Выборочное среднее квадратическое
отклонение S(x)
для выборочного среднего
По заданным значениям p=0.9
и n=48 значение
-
квантиля распределения Стъюданта = 1.64
6). Вычислим значения случайной и систематической погрешностей:
Определим абсолютную погрешность измерений
Определим относительную погрешность
результата измерений по абсолютной
погрешности
по
формуле:
записать
результат многократного измерения в
виде
x0=
8) Выводы
Физика- наука о природе. Любое явление природы с другим множеством связей, из которых выделяются важные, и на их основе создается теория. Неучтенные связи приводят к отклонениям результатов физических измерений от закономерностей теории. Эти отклонения называют случайными явлениями. Лабораторный физический практикум учит, каким образом, как следует провеять теории, каковы взаимоотношения теории и эксперимента и закладывает основы методов обобщения экспериментальных результатов в виде теоретических предположений.