Запис результатів

Дуже важливо вміти правильно записувати результати вимірювань, оскільки кінцевий запис несе інформацію як про саму фізичну величину так і про точність з якою вона виміряна. Наприклад, запис результату вимірювання маси m=(0,826±0,003)г означає, що в результаті вимірювання маси тіла знайдене значення 0,826 г з абсолютною похибкою 0,003 г.

Слід підкреслити, що спочатку треба визначити і записати похибку вимірювання, а лише потім записати значення величини, що вимірюється.

При запису похибки слід заокруглювати її величину до двох значущих цифр, якщо перша з них є одиниця, і до однієї значущої цифри в усіх інших випадках.

Наприклад, правильно писати ±3; ±0,2; ±0,08; ±0,14; не слід писати ±3,2; ±0,23; ±0,081; ±0,143. Не слід також заокруглювати ±0,14 до ±0,1.

При запису середнього значення після коми залишається стільки цифр, скільки їх використано при запису похибки.

Наприклад, той самий результат, в залежності від похибки записується у вигляді: 1,2±0,3; 1,27±0,04; 1,271±0,012.

Зображення експериментальних результатів на графіках

Для графіків слід використовувати міліметровий папір. Перед тим, як будувати графік слід визначити яку фізичну величину треба відкладати по осі абсцис і яку по осі ординат. По осі абсцис відкладають незалежну змінну (час, температуру, напругу і т.ін.), а по осі ординат величину, яка є функцією незалежної змінної (шлях, поверхневий натяг, сила струму і т.ін.).

На другому етапі побудови графіка треба оцінити інтервал, в якому знаходяться значення цих величин.

Є ряд загальних правил, яких потрібно дотримуватися при побудові графіка:

1. масштаби для величин, що відкладаються по різних осях незалежні;

2. кожна вісь може починатися з нуля, або з будь-якого цілого значення;

3. масштаби слід обирати таким чином, щоб крива, що відображає шукану залежність, розташовувалася поблизу бісектриси координатного кута;

4. бажано, щоб результати вимірів на графіку були показані з тією ж точністю, з якою вони вимірювалися на досліді;

5. графік не повинен мати вигляд ламаної лінії (рис. 1.4,а) інакше це означало б, що при зміні однієї величини інша змінюється стрибкоподібно. Більш імовірно, що залежність має бути подібна до тієї, яка показана на рис. 1.4,б;

6. масштаб по осях треба обирати так, щоб залежність була чіткою (рис.1.5,б). При невдалому виборі масштабів наочність втрачається (рис.1.5,а);

7. символ величини, множник, що визначає порядок числа та одиниця виміру записуються в кінці координатної осі на вільному від експериментальних точок місці.

2. Лабораторна робота № 1 вивчення законів динаміки обертального руху Основні поняття кінематики і динаміки поступального руху твердого тіла

Будь який складний рух твердого тіла може бути представлений як сукупність двох простих рухів: поступального і обертального.

Поступальним називається такий рух, при якому довільна пряма, жорстко зв'язана з тілом, залишається, при його русі, паралельною сама і собі (рис.2.1)

Рис. 2.1

Швидкості та прискорення всіх точок тіла (наприклад А, О, А') однакові. Траєкторії всіх точок ідентичні і можуть бути суміщені паралельним переносом. Тому, достатньо знати як рухається одна із точок тіла (точка О на рис. 2.1).

Зазвичай, при поступальному русі тіла розглядається рух однієї точки, в якій зосереджена маса тіла т (центр мас). З цією точкою пов'язані фізичні величини, що характеризують рух тіла. Положення тіла в просторі можна однозначно визначити координатам тіла у просторі , або радіуc-вектором , що проведений від початку вибраної системи відліку в центр мас тіла (рис. 2.2):

Рис. 2.2

.

При русі тіла радіус-вектор описує у просторі лінію, яка називається траєкторію тіла. Очевидно, що при цьому радіус-вектор змінюється, як за величиною, так і за напрямком. Це означає, що радіус-вектор є функцією часу :

.

Коли необхідно визначити як змінюється будь-яка фізична величина знаходять похідну цієї величини за часом і тим самим визначають миттєву швидкість зміни цієї величини.

Отже швидкість тіла характеризує бистроту зміни положення тіла. Це означає, що швидкість є похідна радіус-вектора за часом. Відповідно, проекції швидкості дорівнюють похідним від координат за часом:

; ; .

В процесі руху швидкість може змінюватись за величиною і напрямом. Для характеристики бистроти зміни вектора швидкості використовується векторна фізична величина, що отримала назву прискорення. Очевидно, що вона визначається як похідна вектора швидкості за часом:

,

тобто .

Якщо, в процесі поступального руху, тверде тіло не взаємодіє з іншими тілами, або силовими полями, то швидкість тіла не змінюється, тобто .

Мірою механічної дії на тіло з боку інших тіл, або полів є векторна величина, яка називається силою .

Основний закон динаміки поступального руху зв'язує силу , що діє на тіло в даній точці простору, з прискоренням, яке набуває тіло:

, або .

В цьому рівнянні величина т - це маса тіла. Маса є величиною, що характеризує інертність тіла. Справа в тому, що всі тіла мають властивість інертності, тобто прагнуть зберегти свою швидкість незмінною. Чим більша маса, тим «важче» змінити швидкість тіла. Математично це означає, що під дією однієї і тієї ж сили тіло, що має більшу масу, буде набувати меншого прискорення (тобто є більш інертним). В динаміці поступального руху тіл найважливішою величиною, що характеризує рух тіла є векторна величина , яка отримала назву імпульс тіла. Вона залежить як від швидкості руху тіла так і від його маси і дозволяє оцінити «запас» або «кількість» руху, яким володіє тіло. Використовуючи поняття імпульсу, основний закон динаміки поступального руху можна записати у вигляді:

.

Суть цього закону полягає в наступному:

1. Якщо на тіло не діють зовнішні сили, або їх рівнодійна дорівнює нулю, імпульс тіла не змінюється. Дійсно, якщо , то , це означає , що .

2. Якщо , то швидкість зміни імпульсу визначається величиною сили, що діє на тіло.