- •Рабочая учебная программа дисциплины «Численные методы в инженерных расчетах»
- •1. Цель и задачи дисциплины
- •1.2. Задачи изучения дисциплины.
- •2. Содержание дисциплины.
- •2.1. Введение.
- •Раздел 1. Теория погрешностей. Вычислительные алгоритмы.
- •Раздел 2. Численное решение нелинейных уравнений.
- •Раздел 3. Численное решение систем уравнений.
- •Раздел 4. Интерполирование и приближение функций.
- •Раздел 5. Решение разностных уравнений.
- •Раздел 6. Численное дифференцирование интегрирование функций.
- •Раздел 7. Численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений.
- •Раздел 8. Численные методы решения уравнений с частными производными.
- •Раздел 9. Статистическое моделирование и обработка экспериментальных данных.
- •Раздел 10. Пакеты прикладных программ по вычислительной математике.
- •3. Виды работ с распределением времени.
- •4. Перечень тем лекционных и практических занятий.
- •5. Перечень тем, которые студенты должны проработать самостоятельно.
- •6. Перечень лабораторных работ.
- •7. Перечень контрольных работ
- •8. Информационно-методическое обеспечеие дисциплины
- •8.1. Основная литература
- •8.2. Дополнительная литература
- •8.3. Перечень компьютерных программ.
- •9. Краткие методические рекомендации самостоятельной работы по дисциплине.
- •Задание на контрольную работу.
- •Методические указания для студентов
- •Виды работ с распределением времени
- •Перечень тем лекционных и практических занятий
- •Перечень тем, которые студенты должны проработать самостоятельно
- •Перечень лабораторных работ
- •Задания и методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов-заочников 3 курса всех инженерно-технических специальностей (кроме 330200 эк, 330100 бжт). Введение
- •Лабораторная работа № 1 Приближенные вычисления.
- •Контрольные вопросы
- •Задание к лабораторной работе №1
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Лабораторная работа № 2 Решение уравнений с одной неизвестной
- •Задания к лабораторной работе № 2
- •Контрольные вопросы
- •Задание к лабораторной работе № 3
- •(Перед каждым двузначным числом таблицы подразумевается ноль с запятой, например: 0,10; 0,09; 0,73...)
- •Организация вычислений на пэвм с помощью
- •Контрольные вопросы
- •II. Подбор эмпирических формул Постановка и решение задачи
- •Контрольные вопросы
- •Задания к лабораторной работе № 5
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Методические указания по работе с системами
- •6.1.1. Управление системой.
- •Функциональные и специальные клавиши:
- •Ввод и редактирование выражений.
- •Редактирование формул.
- •Вставка текста.
- •6.1.2. Операторы и встроенные функции.
- •6.1.3. Простейшие вычисления.
- •6.1.4. Построение графиков.
- •6.1.5. Векторные и матричные операции.
- •6.1.6. Символьные операции.
- •6.1.7. Решение уравнений и систем.
- •6.1.8. Функции линейной и сплайн интерполяции.
- •Методические указания для преподавателей
- •Вопросы к дифференцированному зачету по дисциплине
- •Тесты промежуточного контроля по дисциплине «Численные методы в инженерных расчетах»
- •Тема 3: Интерполирование и приближение функций
- •Тема 4: Численное решение обыкновенных дифференциальтных уравнений.
- •Билеты и задачи для дифференцированного зачета по дисциплине «Численные методы в инженерных расчетах»
- •Задачи к билетам
Контрольные вопросы
Что называется абсолютной и относительной погрешностью приближенного числа?
Какие цифры называются верными?
Как определяется число верных знаков приближенного числа?
Перечислите правила оценки результата арифметических действий над приближенными числами?
Назовите основные команды систем Maple V R4 и MathCAD 6.0+.
Задание к лабораторной работе №1
Выполните примеры 6.1.2, 6.1.4, 6.1.8, 6.1.13, 6.2.1, 6.2.3, 6.2.4, иллюстрирующие работу систем MathCAD 6.0+ и Maple VR4.
В системе MathCAD 6.0+ решите следующие задачи.
Длина воздушной трассы между двумя пунктами равна S км. Самолет преодолевает ее за t час. Определить границы средней скорости самолета, если: 4950 S 5050, 5,9 t 6,1, найти относительную погрешность вычислений и число верных знаков.
Расстояние S = 780 2 км между двумя железнодорожными станциями электровозы проходят за время t = 9 0,5ч. Определить границы средней скорости электровозов на данном участке железной дороги, найти относительную погрешность вычислений и число верных знаков.
Электроплитка рассчитана на напряжение 220 10в. Найти сопротивление спирали электроплитки, если известно, что через нее должен идти ток 5 0,1А, определить относительную погрешность вычислений и число верных знаков.
Медный брусок имеет объем 0,0064 V 0,0065м3. Найти его массу, если плотность материала 8899 8961кг/м, определить погрешность вычислений и число верных знаков.
Опытным путем найдено, что величина газовой постоянной R = 8313дж/(градкмоль).Зная, что относительная погрешность равна 0,1%, найти границы, в которых находится R, и определить число верных знаков.
После обработки заготовки валика на круглом шлифовальном станке размеры его диаметра в миллиметрах имеют границы 35,945 d 36. Найти границы диаметра заготовки, если при шлифовании снимается 0,9% металла, определить число верных знаков.
Сила взаимодействия между двумя точечными зарядами q и q находящимися на расстоянии r друг от друга определяется законом Кулона:
,
где - диэлектрическая проницаемость среды.
Зная, что определена с относительной погрешностью 3%, величины зарядов с относительной погрешностью 0,25%, расстояние между зарядами 5%, определить относительную погрешность и число верных знаков, если первая значащая цифра числа F равна 2.
Удельное электрическое сопротивление металла круглого провода длиной l м с поперечным сечением d мм и сопротивлением R Ом определяется по формуле:
.
Найти , если l=12,500,01м, d=2,000,01мм, R=0,0680,0005 Ом, =3,1410,001. Определить относительную погрешность и число верных знаков.
Вертикальный цилиндрический резервуар наполнен жидкостью. Определить время, необходимое для опорожнения резервуара через круглое отверстие на дне. Диаметр резервуара D = 1 0,01 м, высота резервуара H=20,01 м, диаметр отверстия дна d=0,030,001 м, коэффициент расхода М=0,610,02. Расчет ведется по формуле:
Определить относительную погрешность t и число верных знаков.
Высота ртутного столба в барометре, измеренная при температуре t, приводится к нормальным условиям по формуле:
где = 0,00018 – коэффициент расширения ртути, = 0,00002 – коэффициент шкалы.
Найти абсолютную и относительную погрешности измерения при t=20C, определить число верных знаков, если первая значащая цифра числа p равна 4.