6. Обработка результатов измерений и оформление отчета
6.1. Для каждой массы груза mi рассчитайте по формуле (3) среднее значение времени двадцати полных колебаний, период колебаний маятника и квадрат этого периода. Результаты расчетов занесите в табл. 1.
6.2. По данным таблицы 1 постройте график зависимости . Образец оформления графика представлен на рис. 2.
6.3. Рассчитайте по формуле (16) коэффициент наклона А построенной линейной зависимости, выбрав на графике любые две точки (например, В и С, как это показано на рис. 2).
6.4. Рассчитайте коэффициент жесткости пружины, используя формулу (17).
6.5. Для
минимальной массы груза m1
рассчитайте
и занесите в табл. 1 разности
определите среднеквадратичную погрешность
Т
и относительную
погрешность Т
измерения периода колебаний маятника
,
.
6.6. Рассчитайте погрешность косвенных измерений коэффициента жесткости пружины по формуле (19). Относительную погрешность измерения массы при расчете возьмите равной 1%.
6.7. Перепишите из табл. 1 значения Тi в первую строку табл. 2.
6.8. Рассчитайте по формуле (13) теоретическое значение периода колебаний для каждой массы груза, используя найденную из эксперимента жесткость пружины k. Запишите результаты в табл. 2.
6.9. Рассчитайте отклонения i = Ттi – Тi и погрешности измерения периода колебаний маятника в соответствии с (4) по формуле Тi = 2,6 Тi Т для каждой массы груза и занесите результаты в табл. 2.
Таблица 2
-
Тi, с
ТТi, с
i = ТТi – Тi, с
Тi = 2,6 Тi Т , с
6.10. Убедитесь, что во всех измерениях выполняется условие i < Тi, показывающее, что результаты проведенного экспериментального исследования согласуются с теоретической формулой (13).
6.11. Оформите ответ и выводы в соответствии с требованиями представления лабораторной работы к зачету.
7. Вопросы для допуска к лабораторной работе
7.1. Объясните смысл понятий: экспериментальное исследование, экспериментальная установка, метод измерения, измерительный прибор.
7.2. Что такое абсолютная и относительная погрешность измерений? С какой целью используется относительная погрешность измерений?
7.3. Как понимать смысл того, что результат измерения — случайная величина? Объясните смысл понятия случайная погрешность.
7.4. Что такое прямые и косвенные измерения?
7.5. Что такое надежность (достоверность) измерения? Какая величина доверительной вероятности принимается в технических измерениях?
7.6. Объясните последовательность получения результата прямого измерения и расчета погрешности измерения методом Стьюдента.
7.7. Как определить погрешность измерения при использовании стандартного прибора?
7.8. Объясните суть метода расчета погрешности косвенных измерений.
7.9. Какое теоретическое соотношение экспериментально проверяется в лабораторной работе?
7.10. График какой функции нужно построить по экспериментальным данным в данной лабораторной работе? Какова форма этого графика?
7.11. Объясните способ определения углового коэффициента линейной функции по ее графику. Чему равен коэффициент наклона А в выполняемой лабораторной работе?
7.12. Какую величину измеряют в лабораторной работе прямым методом? Как рассчитать погрешность измерения этой величины методом Стьюдента?
7.13. Как рассчитать погрешность косвенных измерений коэффициента жесткости пружины в данной лабораторной работе?
7.14. Каким образом можно убедиться, что результаты проведенных экспериментальных исследований согласуются с теоретической формулой (13)?