- •Вычислим периоды колебаний маятника с кольцом Tк :
- •Вычислим периоды колебаний маятника без кольца Tд :
- •Вычислим частоты колебаний к и д для маятника с кольцом и без кольца:
- •Найдем времена затухания к и д для маятника с кольцом и без кольца:
- •Определим собственные частоты колебаний к0 и д0 для маятника с кольцом и без кольца.
l=620(мм) |
d=1,9(мм) |
||||
Dex=247(мм) |
Din=58.5(мм) |
||||
D0=247(мм) |
h0=24.6(мм) |
||||
М=1238(г) |
ρ=1,18*103(кг/м3) |
||||
a1=6(см) |
at=3(см) |
a0=0.5(см) |
|||
№ наблюдения |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Tк(с) |
19,4 |
19,22 |
19,31 |
19,59 |
19,47 |
τк(с) |
9,94 |
9,9 |
10,1 |
9,97 |
10,03 |
Тд(с) |
14,3 |
14,03 |
14,19 |
14,09 |
14,16 |
τд(с) |
11,4 |
11,38 |
11,7 |
11,5 |
11,8 |
Протокол наблюдений
ЗАДАНИЕ ПО ОБРАБОТКЕ РЕЗУЛЬТАТОВ:
-
Вычислим периоды колебаний маятника с кольцом Tк :
Расчетная формула: Тк=, где tк – время, за которое совершались колебания, n=10 – количество колебаний, совершенных маятником.
Tк1==1,94 (сек)
Тк2==1,922 (сек)
Тк3==1,931 (сек)
Тк4==1,959 (сек)
Тк5==1,947 (сек)
Определяем погрешности ∆T с доверительной вероятностью p = 95%.
Упорядочим выборку объемом N=5:
Tк min=1,9221,9311,941,9471,959=Tк max
RTк = Tк max – Tк min = 1,959-1,922=0,037 (сек)
Проверка на промахи:
промаха нет
промаха нет.
По результатам проведенных расчетов заключаем, что в нашей выборке промахи отсутствуют. Продолжаем далее статистическую обработку.
Рассчитываем среднее значение по формуле
к= 1,939(сек)
Рассчитываем СКО среднего по формуле
= 0,0063 (сек)
Расчет случайной погрешности по формуле при N=5, tp,N =2.8, p=95%. (сек)
Найдем приборную погрешность , где (сек) – цена деления секундомера
=0,005 (сек)
Вычислим полную погрешность
= 0,018 (сек)
Запишем результат статистической обработки с p=95%
Tк=1,940,01 (сек) с p=95%
-
Вычислим периоды колебаний маятника без кольца Tд :
Расчетная формула: Тд=, где tд – время, за которое совершались колебания, n=10 – количество колебаний, совершенных маятником.
Tд1==1,43 (сек)
Tд2==1,403 (сек)
Tд3==1,419 (сек)
Tд4==1,409 (сек)
Tд5==1,416 (сек)
Определяем погрешности ∆Tд с доверительной вероятностью p = 95%.
Упорядочим выборку объемом N=5:
Tд min=1,4031,4091,4161,4191,43=Tд max
Rд= Tд max – Tд min = 1,43-1,403=0,027(сек)
Проверка на промахи:
промаха нет
промаха нет.
По результатам проведенных расчетов заключаем, что в нашей выборке промахи отсутствуют. Продолжаем далее статистическую обработку.
Рассчитываем среднее значение по формуле
= 1,415 (сек)
Рассчитываем СКО среднего по формуле
= 0,0045 (сек)
Расчет случайной погрешности по формуле при N=5, tp,N =2.8, p=95%. (сек)
Найдем приборную погрешность , где (сек) – цена деления секундомера
=0,005 (сек)
Вычислим полную погрешность
= 0,0135(сек)
Запишем результат статистической обработки с p=95%
Tд=1,4150,013(сек) с p=95%
-
Вычислим частоты колебаний к и д для маятника с кольцом и без кольца:
Расчетная формула: =, где Т – период колебаний.
С кольцом:
к1==3,238 (сек-1)
к2==3,269 (сек-1)
к3==3,253 (сек-1)
к4==3,207 (сек-1)
к5==3,227 (сек-1)
Определяем погрешности ∆ с доверительной вероятностью p = 95%.
Упорядочим выборку объемом N=5:
min=3,2073,2273,2383,2533,269=max
= max – min = 3,269-3,207=0,062 (сек-1)
Проверка на промахи:
промаха нет
промаха нет.
По результатам проведенных расчетов заключаем, что в нашей выборке промахи отсутствуют. Продолжаем далее статистическую обработку.
Рассчитываем среднее по формуле
= 3,238 (сек-1)
Рассчитываем СКО среднего по формуле
= 0,0106(сек-1)
Расчет случайной погрешности по формуле при N=5, tp,N =2.8, p=95%. (сек-1)
Найдем приборную погрешность с ценой деления (сек-1) :
=0,005 (сек-1)
Вычислим полную погрешность
= 0,03(сек-1)
Запишем результат статистической обработки с p=95%
=3,24 0,03(сек-1) с p=95%
Без кольца:
д1==4.393 (сек-1)
д2==4.478 (сек-1)
д3==4.427 (сек-1)
д4==4.459 (сек-1)
д5==4.437 (сек-1)
Определяем погрешности ∆ с доверительной вероятностью p = 95%.
Упорядочим выборку объемом N=5:
min=4.3934.4274.4374.4594.478=max
= max – min = 4.478-4.393=0.085 (сек-1)
Проверка на промахи:
промаха нет
промаха нет.
По результатам проведенных расчетов заключаем, что в нашей выборке промахи отсутствуют. Продолжаем далее статистическую обработку.
Рассчитываем среднее значение по формуле
= 4,438 (сек-1)
Рассчитываем СКО среднего по формуле
= 0,0145 (сек-1)
Расчет случайной погрешности по формуле при N=5, tp,N =2.8, p=95%. (сек-1)
Найдем приборную погрешность с ценой деления (сек-1) :
=0,005 (сек-1)
Вычислим полную погрешность
= 0,04 (сек-1)
Запишем результат статистической обработки с p=95%
=4,44 0,04 (сек-1) с p=95%