Оцените насколько ошибки измерений повлияли на совпадение результатов

За счет чего получилось несовпадение значений ускорения

Здесь легко и интересно общаться. Присоединяйся!

Погрешности делятся на:
— Инструментальные / приборные погрешности — погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений.
— Методические погрешности — погрешности, обусловленные несовершенством метода, а также упрощениями, положенными в основу методики измерения.
— Субъективные / операторные / личные погрешности — погрешности, обусловленные степенью внимательности, сосредоточенности, подготовленности и другими качествами оператора.

Кроме этого в измерения вносятся следующие погрешности которые накладываются на вышеперечисленные погрешности.
— Случайная погрешность — составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом в серии повторных измерений одной и той же величины, проведенных в одних и тех же условиях.
— Систематическая погрешность — погрешность, изменяющаяся во времени по определённому закону (частным случаем является постоянная погрешность, не изменяющаяся с течением времени) . Систематические погрешности могут быть связаны с ошибками приборов (неправильная шкала, калибровка и т. п.) , неучтёнными экспериментатором.
— Прогрессирующая (дрейфовая) погрешность — непредсказуемая погрешность, медленно меняющаяся во времени. Она представляет собой нестационарный случайный процесс.
— Грубая погрешность (промах) — погрешность, возникшая вследствие недосмотра экспериментатора или неисправности аппаратуры (например, если экспериментатор неправильно прочёл номер деления на шкале прибора или если произошло замыкание в электрической цепи) .

Надо отметить, что деление погрешностей на случайные и систематические достаточно условно.

в каждой точке земной поверхности ускорение свободного падения зависит от широты местности, от высоты над уровнем моря и от плотности залегающих в земной коре пород. в таблице приводится усредненное значение. я не говорю о чистоте проводимого эксперимента.

какие причины влияют на расхождение теоретического и экспериментального значений ускорения?

• Попроси больше объяснений
• Следить
• Отметить нарушение

Что ты хочешь узнать?

Ответ

К примеру, сила трения. Она «тормозит» ускорение. Сила сопротивления воздуха (св. падение и просто падение).

Кроме этого в измерения вносятся следующие погрешности которые накладываются на вышеперечисленные погрешности.
— Случайная погрешность — составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом в серии повторных измерений одной и той же величины, проведенных в одних и тех же условиях.
— Систематическая погрешность — погрешность, изменяющаяся во времени по определённому закону (частным случаем является постоянная погрешность, не изменяющаяся с течением времени) . Систематические погрешности могут быть связаны с ошибками приборов (неправильная шкала, калибровка и т. п.) , неучтёнными экспериментатором.
— Прогрессирующая (дрейфовая) погрешность — непредсказуемая погрешность, медленно меняющаяся во времени. Она представляет собой нестационарный случайный процесс.
— Грубая погрешность (промах) — погрешность, возникшая вследствие недосмотра экспериментатора или неисправности аппаратуры (например, если экспериментатор неправильно прочёл номер деления на шкале прибора или если произошло замыкание в электрической цепи) .

Источник

Каковы причины расхождения между табличными и эксперем. значениями ускорения.

Погрешности делятся на:
— Инструментальные / приборные погрешности — погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений.
— Методические погрешности — погрешности, обусловленные несовершенством метода, а также упрощениями, положенными в основу методики измерения.
— Субъективные / операторные / личные погрешности — погрешности, обусловленные степенью внимательности, сосредоточенности, подготовленности и другими качествами оператора.

Кроме этого в измерения вносятся следующие погрешности которые накладываются на вышеперечисленные погрешности.
— Случайная погрешность — составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом в серии повторных измерений одной и той же величины, проведенных в одних и тех же условиях.
— Систематическая погрешность — погрешность, изменяющаяся во времени по определённому закону (частным случаем является постоянная погрешность, не изменяющаяся с течением времени) . Систематические погрешности могут быть связаны с ошибками приборов (неправильная шкала, калибровка и т. п.) , неучтёнными экспериментатором.
— Прогрессирующая (дрейфовая) погрешность — непредсказуемая погрешность, медленно меняющаяся во времени. Она представляет собой нестационарный случайный процесс.
— Грубая погрешность (промах) — погрешность, возникшая вследствие недосмотра экспериментатора или неисправности аппаратуры (например, если экспериментатор неправильно прочёл номер деления на шкале прибора или если произошло замыкание в электрической цепи) .

Надо отметить, что деление погрешностей на случайные и систематические достаточно условно.

Источник

Каковы причины расхождения между табличными и эксперем. значениями ускорения.

Погрешности делятся на:
— Инструментальные / приборные погрешности — погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений.
— Методические погрешности — погрешности, обусловленные несовершенством метода, а также упрощениями, положенными в основу методики измерения.
— Субъективные / операторные / личные погрешности — погрешности, обусловленные степенью внимательности, сосредоточенности, подготовленности и другими качествами оператора.

Кроме этого в измерения вносятся следующие погрешности которые накладываются на вышеперечисленные погрешности.
— Случайная погрешность — составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом в серии повторных измерений одной и той же величины, проведенных в одних и тех же условиях.
— Систематическая погрешность — погрешность, изменяющаяся во времени по определённому закону (частным случаем является постоянная погрешность, не изменяющаяся с течением времени) . Систематические погрешности могут быть связаны с ошибками приборов (неправильная шкала, калибровка и т. п.) , неучтёнными экспериментатором.
— Прогрессирующая (дрейфовая) погрешность — непредсказуемая погрешность, медленно меняющаяся во времени. Она представляет собой нестационарный случайный процесс.
— Грубая погрешность (промах) — погрешность, возникшая вследствие недосмотра экспериментатора или неисправности аппаратуры (например, если экспериментатор неправильно прочёл номер деления на шкале прибора или если произошло замыкание в электрической цепи) .

Надо отметить, что деление погрешностей на случайные и систематические достаточно условно.

Источник

Физика 10 класс Тетрадь лабораторных работ Парфентьева

Д-^i 4^ -^изм! + рений Если одна и та же величина измерена несколькими способами, то для сравнения результатов мы чертим интервалы возможных значений измеряемой величины (рис. 1). С наибольшей вероятностью значение искомой величины находится в области, где интервалы перекрываются. 8. Окончательная запись результатов измерений ^изм — АА т г при определении по формуле (3) I ) R Абсолютная погрешность = еОце- Таблица 1.3. Расчет погрешности измерения центростремительного ускорения, определяемого по формуле (1) м/с^ g АЛ, см Ah h AR, см АД Д El м/с^ Таблица 1.4. Расчет погрешности измерения центростремительного ускорения, определяемого по формуле (2) Д/п, г Ат т AF, Н AF F £2 Д^цс2

£2®цс2» м/с^ Таблица 1.5. Расчет погрешности измерения центростремительного ускорения, определяемого по формуле (3) At, с Д^ср> С АТ, с АТ Т ср АЛ, см дд д Ез ^^цсЗ ^З^цсЗ» м/с^ 11 Примечание: At определяется в зависимости от измерительного прибора. АТ^р определите как максимальное из отклонений Tj, Т2 и Тд от Трр. В качестве абсолютной погрешности АТ возьмите большее из значений и АГ^р. 6. Результаты и выводы Окончательно результаты запишите в следующем виде: по формуле (1) по формуле (2) ^цс2 ^^цс2 ^ ^цс ^ ^цс2 ^^цс2 ПО формуле (3) ^цсЗ ^^цсЗ ^ ^цс ^ ^цсЗ ^^цсЗ Выбрав разумную цену деления, отметьте на шкале области возможных значений центростремительного ускорения, определенного тремя способами (рис. 6). Выберите интервал, где эти области перекрываются. Н—1-Н—^^—КЧ—^^—I—^—h Н—ЬЧ—НЧ—ЬЧ— Рис. 6 Сделайте вывод. 12 7. Контрольные вопросы 1. Какие силы действуют на шарик конического маятника при постоянном угле отклонения нити? 2. Как зависит угол отклонения нити от скорости движения шарика? 3. В данной работе мы рассматривали шарик как материальную точку. Всегда ли это возможно? 4. Докажите, что горизонтальная сила, измеренная динамометром, равна равнодействующей сил, действующих на шарик при его равномерном движении по окружности. 5. За счет чего получилось несовпадение значений ускорения, определенных разными способами? Лабораторная работа №2 jjaja.THjWifcM.-iif.T.a M ^OUl ^ Al £2 AE2 = £2^2. Дж 6. Результаты и выводы Окончательно возможные значения энергий Е[ и E’z определите как интервалы £] — AEj ^ Е ^ Е^ + AEj jEo — AEq ^ Е’о ^ Еп -1- Д_Ео 16 Несовпадение значений энергий объясняется неточностью эксперимента (т. е. погрешностями измерений). На оси (рис. 9), выбрав цену делений, отметьте возможные значения потенциальных энергий в двух состояниях системы. —Ы—f-Ч—1111——Ы—ЬЧ—I I I I I I I I—h-»- Рис. 9 Сделайте вывод. 7. Контрольные вопросы 1. Какие консервативные силы действуют на груз, подвешенный на пружине? 2. Когда кинетическая энергия груза максимальна? 3. Можно ли сказать, что максимальная кинетическая энергия груза равна потенциальной энергии груза в начальном положении 1 ? 4. Какие неконсервативные силы действуют на систему? 5. Чем мы пренебрегаем при рассмотрении закона сохранения энергии? 6. Могут ли полученные значения энергии точно совпасть? 7. Какие систематические погрешности возможны в проведенном эксперименте по проверке закона сохранения энергии? 8. Можно ли по полученным данным определить жесткость пружины? щ Лабораторная работа № 3 Экспериментальная проверка закона Гей-Люссака Цель работы: проверить экспериментально выполнение закона Гей-Люссака. 1. Теоретическая часть С точки зрения молекулярно-кинетической теории идеальный газ — это газ, при описании которого можно пренебречь силами взаимодейст- 17 ВИЯ между молекулами, а также размерами самих молекул. Из этого следует, что идеальный газ должен быть разреженным газом, в котором расстояния между молекулами велики и, следовательно, силы взаимодействия малы, а объем, суммарно занимаемый самими молекулами, существенно меньше объема сосуда, в котором они находятся. Опыты показывают, что при атмосферном давлении реальные газы подчиняются газовым законам. Если газ подчиняется газовым законам, то его можно считать идеальным. Идеальный газ — модель реального газа. Уравнение Клапейрона для идеального газа: pv . — = const, при этом масса газа остается постоянной. Частный случай уравнения Клапейрона — полученный экспериментально закон Гей-Люссака: «Для газа постоянной массы при постоянном давлении отношение объема газа к абсолютной температуре есть величина постоянная: Vi V2 — = — при /те = const, р = const». • •• • т Л1 При параллельном соединении проводников (рис. 17) напряжение на их концах одинаково: и = и, = Uz. Если сопротивления проводников различны, то токи, идущие через них, также различны. Ток, который шел бы через эквивалентное сопротивление, равен сумме токов, идущих по параллельно соединенным проводникам: 1 = 1, + Iz. (4) Фа. I -€ R2 Фа Ом i 4 Вычислите значения сопротивлений при последовательном и параллельном соединениях резисторов по формулам (3) и (5). Таблица 5.3. Расчет по формулам л,. Ом Ry , Ом -Кпосл = Й1 + Дя, Ом ^ R1R2 ^ ^паралл

ту , г, J Ом XV J + л2 Сравните значения эквивалентных сопротивлений при последовательном и параллельном соединениях резисторов, полученные в таблицах 5.2 и 5.3. Возможное несовпадение результатов объясняется погрешностями измерений. 5. Погрешности измерений Относительную погрешность измерения каждого сопротивления можно определить по формуле ^ AU AI t/( /, • Абсолютная погрешность AR^ = е,Д,. Рассчитайте погрешность измерения сопротивления резистора последовательно заполняя таблицу 5.4. Таблица 5.4 AU, В AI, А AU и. AI /1 AR = Ом 29 Начертите аналогичные таблицы для расчетов погрешностей, возникающих при измерении сопротивления второго резистора (таблица 5.5), а также при измерениях сопротивлений при последовательном и параллельном соединениях резисторов (таблицы 5.6 и 5.7). Рассчитайте погрешности измерений. Для таблиц в тетради оставлено свободное место. 30 6. Результаты и выводы Оцените, насколько ошибки измерений повлияли на совпадение результатов вычислений в таблицах 5.2 и 5.3. Запишите окончательные результаты измерений сопротивлений для каждого случая в виде: R-AR большую силу F, параллельную поверхности. Брусок остается в покое (рис. 22). Это означает, что со стороны поверхности на него действует сила, равная по модулю и противоположная по направлению, — это и есть сила трения покоя. Если силу F увеличивать, то до некоторого значения этой силы брусок остается в покое, а затем начинает двигаться. При движении на него действует сила трения скольжения противоположно направлению движения (рис. 23). На рисунке 24 приведен график зависимости проекции силы трения F^^j^ от проекции внешней силы F^, действующей на тело. Из графика видно, что сила трения покоя равна по модулю внешней силе, а макси- Ртрп —— Рис. 22 Ртрх Рис. 23 F Ftp б) mg Рис. 24 37 мальное значение силы трения покоя равно силе трения скольжения. Сила трения скольжения остается постоянной при движении тела и не зависит от силы. Однако вы, наверное, заметили, когда двигали что-то тяжелое, что, как только тело начинает движение, сила трения немного уменьшается. Как правило, этим небольшим уменьшением мы пренебрегаем при решении задач. Сила трения скольжения направлена в сторону, противоположную относительной скорости тел, и равна произведению коэффициента трения |i и силы нормального давления N: = iiN. (1) Таким образом, сила трения скольжения зависит от того, насколько сильно тела прижаты друг к другу. При этом она не зависит от плош;ади соприкосновения тел: если перевернуть брусок на грань меньшей площади, сила трения останется прежней. Коэффициент трения можно измерить следующим способом. Рассмотрим тело, движущееся равномерно по наклонной плоскости. На тело действуют сила тяжести, сила нормального давления и сила трения (рис. 25). Сумма сил, действующих на тело, при равномерном движении равна нулю: Я + Яр + ^ = 0. (2) Выберем оси координат, как показано на рисунке 25. В проекциях на оси ОХ и OY уравнение (2) имеет вид mg sin а — ^

cos а = 0. Из последнего уравнения следует: N — mg cos а. Воспользовавшись выражением (1) для силы трения, получим mg sin а — irng cos а = 0, тогда ц = tg а. Таким образом, измерив угол, при котором тело начинает скользить по наклонной плоскости, мы можем определить коэффициент трения. 2. Оборудование Доска, два разных бруска, различающиеся по гладкости поверхностей, лист плотной бумаги, штатив, линейка. 38 3. Порядок выполнения работы Результаты измерений записывайте в таблицу Д2.1. 1. Измерьте длину доски. 2. На штативе укрепите кусок плотной бумаги, как показано на рисунке 26. Нижний конец листа должен касаться стола. 3. Положите первый брусок на доску. 4. Один конец доски не должен двигаться, поэтому прижмите его к какой-нибудь опоре, например к стопке книг. Начинайте медленно поднимать доску за другой конец. Зафиксируйте, на какой высоте будет находиться конец доски, при которой брусок начнет скользить. Проведите на бумаге черту. 5. Измерьте расстояние h на бумаге от нижнего края до черты. Таблица Д2.1 № опыта Длина доски 1, см h, см 1 2 3 6. Проведите аналогичные опыты со вторым бруском и заполните таблицу Д2.2. Таблица Д2.2 № опыта Длина доски 1, см Л, см 1 2 3 7. Переверните брусок на другую грань и повторите опыт. Проверьте, существенно ли различается высота подъема конца доски, при которой брусок начинает скользить. Сделайте вывод. 39 4. Расчеты Выполните расчеты, используя данные таблицы Д2.1. Таблица Д2.3 № опыта h, м 1, м d = ■yjl^ — Ц = tg а = а 1 2 3 йср = Выполните расчеты, используя данные таблицы Д2.2. Таблица Д2.4 № опыта Л, м 1, м d = ц = tg а = ^ а 1 2 3 Цср = Сделайте вывод. 5. Контрольные вопросы 1. Какая из сил сухого трения зависит от значения действующей на тело силы? 2. Зависит ли сила трения скольжения от качества обработки соприкасающихся поверхностей или от свойств материалов, из которых сделаны тела? 3. Тело падает вдоль вертикальной стены. Будет ли на его движение влиять сила трения скольжения? 4. Зависит ли коэффициент трения от силы нормального давления? 5. Брусок лежит на наклонной доске. Как зависит сила трения покоя, действующая на брусок, от угла между доской и полом? 6. За счет чего возникают ошибки при измерении коэффициента трения таким способом? 40 Лабораторная работа ДЗ Изучение движения тела, брошенного горизонтально Цель работы: проверить закон независимости движений на примере движения тела, брошенного горизонтально. 1. Теоретическая часть Движение тела, брошенного горизонтально, — пример криволинейного движения с постоянным ускорением. Если пренебречь силой сопротивления, то единственная сила, которая будет действовать на падающее тело, — это сила тяжести. Следовательно, тело движется под действием силы тяжести с ускорением свободного падения g. Закон независимости движений состоит в том, что всякое сложное движение мы можем рассматривать как сумму независимых простых движений. В данном случае движение тела разумно представить как сумму двух движений (рис. 27): равномерного движения по горизонтали (а, = О) и равноускоренного движения по вертикали (а^, = -g). Уравнения движения тела, брошенного горизонтально, имеют следующий вид: по оси ОХ X = v^t, по оси OY у = h- (1) (2) Уравнения движения позволяют определить уравнение траектории у = f (х), по которой движется тело. Выразив из уравнения (1) X время t = — и подставив его в уравнение (2), получим у = h 2о1 Время движения тела определим из уравнения (2): g 0 = h- gtl = I n L Дальность полета L = Vo -J—. V g Таким образом, время полета не зависит от начальной скорости и определяется только высотой Л, с которой брошено тело, а дальность 41 полета определяется начальной горизонтальной скоростью тела Ug и высотой /г. 2. Оборудование Небольшой шарик, желоб, линейка, секундомер, указка, ящик с песком. 3. Порядок выполнения работы Работу должны выполнять двое учащихся. 1. Положите на поверхность стола желоб, по которому будет катиться шарик, таким образом, чтобы его конец совпал с концом стола. Измеряемые значения времени и расстояния заносите в таблицу Д3.1. 2. Измерьте высоту h, с которой будет падать шарик, как только он оторвется от поверхности желоба. 3. Первый учащийся ударяет указкой по шарику так, чтобы он двигался по желобу. Второй учащийся включает секундомер, когда шарик отрывается от желоба, и выключает, когда услышит удар о пол. 4. Два раза, изменив силу, с которой вы ударяете шарик, измените его скорость. Измерьте время падения шарика. 5. Поставьте ящик с песком в месте, где предположительно упадет шарик. Ударьте по шарику и определите расстояние I от стола до точки падения. 6. Передвиньте ящик и ударьте по шарику слабее. Измерьте расстояние от стола до точки падения шарика. Таблица Д3.1 № опыта Л, см t, с 1, СМ 1 — 2 — 3 — ^ _ ti + (г + h _ СР — g 4 — 5 — 4. Расчеты Зная высоту Л, с которой падал шарик, и ускорение свободного . [2Л падения, вычислите время движения шарика ^

42 Сравните рассчитанное значение времени падения со средним временем падения, определенным из опыта. Сделайте вывод. Определите начальную скорость шарика для каждого из двух измеренных значений дальности полета. № опыта 1, м ^ср 1 оо = — *’ ср 4 5 На рисунке 28, выбрав правильный масштаб по осям ОХ и ОУ, постройте траектории движения шарика для двух найденных значений начальной скорости. 5. Контрольные вопросы 1. По какой траектории движется тело, брошенное горизонтально? 2. Если известны дальность и время полета тела, брошенного горизонтально, можно ли определить высоту, с которой падало тело? 43 3. Какие движения определяют сложное движение тела, брошенного горизонтально? 4. Какое из движений (вдоль оси ОХ или вдоль оси OY) определяет время полета тела? 5. По какой причине реальная траектория движения горизонтально брошенного тела не точно соответствует параболе? 6. Можно ли утверждать, что движение с постоянным ускорением является прямолинейным? 7. Скорость тела, брошенного горизонтально, непрерывно меняется в процессе движения. Изменяется ли она равномерно (т. е. на одно и то же значение за равные промежутки времени)? Лабораторная работа Д4 Изучение равновесия тела под действием нескольких сил Цель работы: убедиться в правильности первого и второго условий равновесия. 1. Теоретическая часть Условие равновесия тела материальной точки состоит в том, что тело находится в равновесии, если векторная сумма внешних сил, действующих на тело, равна нулю: F, + F.,+. = Q. (1) Для равновесия твердого тела, размерами которого пренебречь нельзя, этого условия недостаточно. Две силы, равные по модулю и направленные в противоположные стороны, вызывают вращение твердого тела (рис. 29). Моментом сил М называется произведение действующей силы F на плечо силы d — кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы (рис. 30). Для того чтобы твердое тело, имеющее неподвижную ось вращения, было неподвижно, должно выполняться второе условие равновесия: алгебраическая сумма моментов сил, действующих на твердое тело, относительно оси вращения должна быть равна нулю: М, + Мг-I-. = 0. (2) Рис. 30 44 Момент силы считается положительным, если сила вызывает вращение против часовой стрелки, и отрицательным, если сила вызывает вращение по часовой стрелке (рис. 31). Для равновесия твердого тела необходимо и достаточно выполнение условий (1) и (2). 2. Оборудование Три динамометра, небольшое колечко, набор грузиков, линейка, штатив, транспортир. 3. Порядок выполнения работы Проверим первое условие равновесия. 1. Укрепите конец одного из динамометров (рис. 32). Второй его конец зацепите за кольцо. 2. Зацепите два других динамометра за это же кольцо и тяните таким образом, чтобы два последних динамометра образовывали прямой угол. Когда кольцо станет неподвижным, снимите показания динамометров и запишите в таблицу Д4.1. 3. Повторите опыт, стараясь расположить динамометры так, чтобы угол между ними был 120°. Снимите показания динамометров и запишите их в таблицу Д4.1. I ■И. Рис. 32 Таблица Д4.1 № опыта Fx Fi Fz 1 2 Проверим второе условие равновесия. 1. Возьмите линейку и сделайте в ней дырочки, как показано на рисунке 33, а. Закрепите линейку на штативе. 2. С одной стороны от точки закрепления на расстоянии = 4 см подвесьте грузик т^. 45 а) Рис. 33 N, , ^ У mg 3. Подвешивайте меньший грузик гп2 с другой стороны на разных расстояниях I2 до тех пор, пока линейка не установится горизонтально. Запишите значения масс грузиков и расстояний от точки закрепления линейки до грузиков в таблицу Д4.2. 4. К первому грузику на левой стороне линейки подвесьте еще один грузик т^. 5. С правой стороны подвесьте еще один грузик на таком расстоянии 1^, чтобы линейка опять вернулась в горизонтальное положение. Запишите все значения в таблицу Д4.2. б) Таблица Д4.2 № опыта mi, г li, см m2, г I2, см mg, г Ig, см т4, г Ц, см 1 — — — — 2 4. Расчеты 1. Проверка первого условия равновесия. Рассчитайте равнодействующую сил F2 и Fg: F = yjF2 + F^ Сравните полученное значение с Fj. Сделайте вывод. Нарисуйте три силы под углом 120°. Убедитесь в том, что при равновесии эти силы равны. 46 2. Проверка второго условия равновесия. При подвешивании грузика на линейку действует сила давления крючка (рис. 33, б). Эта сила давления по третьему закону Ньютона равна силе, действующей на крючок, которая, в свою очередь, равна силе тяжести, так как грузик находится в положении равновесия. Поэтому при расчетах можно использовать силу тяжести грузика. В первом опыте вычислите сумму моментов сил, действующих на линейку:____________________________________________________ Найдите алгебраическую сумму сил, действующих на линейку, во втором опыте:_______________________________________________ Сделайте вывод. 5. Контрольные вопросы 1. Что такое момент силы? 2. Если силы, действующие на тело, направлены под острым углом, может ли тело находиться в равновесии? 3. Если на тело действуют две силы, одна из которых направлена по линии, проходящей через ось вращения, может ли это тело находиться в равновесии? 4. Что такое равновесие тела? 5. Если линейка расположена не горизонтально, но она неподвижна, можно ли утверждать, что она находится в положении ргшновесия? 6. Если наклонить линейку, как изменится плечо силы, действующей на линейку со стороны крючка, на который подвешен груз? 47 СОДЕРЖАНИЕ Введение. 3 Погрешности измерений. 4 План выполнения лабораторной работы. 7 Лабораторная работа № 1 Изучение движения тела по окружности. — Лабораторная работа № 2 Изучение закона сохранения механической энергии. 13 Лабораторная работа № 3 Экспериментальная проверка закона Гей-Люссака. 17 Лабораторная работа № 4 Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока. 22 Лабораторная работа № 5 Последовательное и параллельное соединения проводников . . 26 Лабораторная работа Д1 Измерение жесткости пружины. 32 Лабораторная работа Д2 Измерение коэффициента трения скольжения. 37 Лабораторная работа ДЗ Изучение движения тела, брошенного горизонтально. 41 Лабораторная работа Д4 Изучение равновесия тела под действием нескольких сил . . . 44

Источник

ВНИМАНИЕ!!!

Лабораторная работа №4

Дата: 23.10.2020 г.

Тема: «Изучение последовательного и параллельного соединения проводников».

Цель: проверить справедливость законов электрического тока для последовательного и параллельного соединения проводников.

Оборудование: источник тока, два проволочных резистора, амперметр, вольтметр, реостат.

Теория

Законы электрического тока для последовательного соединения проводников:

Законы электрического тока для параллельного соединения проводников:

План выполнения работы

· Законы электрического тока для последовательного и параллельного соединения проводников записать в тетрадь

· Записать в тетради тему лабораторной работы, цель и оборудование.

· Внимательно посмотреть демонстрацию опыта для последовательного соединения проводников по ссылке https://www.youtube.com/watch?v=YBg3r6rbNGQ&ab_channel=%D0%9D%D0%B0%D1%83%D0%BA%D0%B0%D0%B4%D0%B5%D1%82%D1%8F%D0%BC

И для параллельного соединения проводников по ссылке https://www.youtube.com/watch?v=-yy8rbt5ucQ&ab_channel=%D0%9D%D0%B0%D1%83%D0%BA%D0%B0%D0%B4%D0%B5%D1%82%D1%8F%D0%BC

· Записать в тетрадь ход работы

· Ответить на контрольные вопросы в тетради.

Ход работы

1. Для изучения распределения сил токов и напряжений при последовательном соединении проводников собрать электрическую цепь, показанную на рисунке, и получить распределение напряжений. С помощью реостата установите стрелку амперметра на определенное деление.  

2. Измерьте вольтметром напряжение в общей цепи и на отдельных потребителях.

3. Пользуясь законами электрического тока для последовательного соединения проводников, определите общее сопротивление и напряжение цепи, а также силу электрического тока в цепи.

Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу     

4. Для изучения распределения токов и напряжений при параллельном соединении проводников собрать электрическую цепь, показанную на рисунке и получить распределение токов.

5. Пользуясь законами электрического тока для параллельного соединения проводников, определите общее сопротивление и силу электрического тока, а также напряжение на резисторах.

6. Измерьте поочередно амперметром силу электрического тока в общей цепи и в цепях отдельных потребителей.

Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу:

7. Проведите расчеты по результатам эксперимента.

8. На основании проведенных опытов сделайте вывод о том, выполняются ли законы электрического тока для последовательного и параллельного соединений проводников.

9. Вычислите абсолютную и относительную погрешности измерений.

Относительную погрешность измерения каждого сопротивления можно определить по формуле:

Абсолютная погрешность: ΔR_i = ε_iR_i

Оцените, насколько ошибки измерений повлияли на совпадение результатов. Запишите окончательные результаты измерений сопротивлений для каждого случая в виде:

R – ΔR ≤ R ≤ R + ΔR.

Контрольные вопросы

1) Почему последовательное соединение потребителей практически не используют в бытовой электропроводке?

2) Чему равно сопротивление участка цепи из N одинаковых резисторов сопротивлением R₁ каждый, соединенных последовательно?

3) Как соединены лампочки в елочной гирлянде?

4) Имеются вольтметры со шкалами измерений до 150 В. Как измерить напряжение в городской электрической сети?

5) Ученик ошибся и включил вольтметр вместо амперметра при измерении силы тока в лампе. Что произойдет с накалом нити лампы?

ВНИМАНИЕ!!!

Уважаемые студенты, необходимо в рабочей тетради (сфотографировать) или в формате Документа Word выполнить работу. Отправлять для проверки в личные сообщения на страницу ВКонтакте: https://vk.com/:  https://vk.com/id591468583.

Преподаватель: Потемкина Татьяна Пантелеймоновна.

Я преподаю дисциплину ОП.05 «Метрология, стандартизация, сертификация» студентам 3 курса, обучающимся специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» (23.02.07 «Техническое обслуживание и ремонт двигателей, систем и агрегатов автомобилей» – общепрофессиональный, сугубо технический предмет, необходимый для полноценного овладения МДК «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта», в тесном контакте с преподавателями по ремонту а/м. При изучении дисциплины предусмотрен ряд лабораторных и практических работ.

Работа рассчитана на 2 учебных занятия (4 академических часа), но при недостатке учебного времени ее можно провести и за 2 часа. Однако, в этом случае анализ полученных результатов проводится в большой степени преподавателем, у доски, при активном диалоге с обучающимися.

Определение и анализ погрешностей измерения

Это последняя лабораторная работа в теме «Метрология», она завершает и обобщает теоретически и практически изученный материал. Рассчитана на 4 академических часа (2 пары):

1. Практическая часть (измерения) и качественный анализ результатов
2. Количественный анализ результатов, обсуждение и выводы.

Оценки выставляются на основании 3 факторов:

1. Оценка за технику измерений, выставленная «экспертами»
2. Оценка, предложенная бригадиром, отражающая вклад студента в общую работу
3. Оценка, выставленная преподавателем за работу при анализе результатов.

Несмотря на то, что студенты, казалось бы, легко усваивают теорию измерений, в частности, понятие «погрешности измерений», на практике для них характерно идеалистическое восприятие: измерено – значит, точно. Если средство измерение градуировано до сотых – значит, оно достоверно измеряет с точностью до сотых, и, безусловно, точнее того, шкала которого градуирована до десятых. Изучив ранее основы теории измерений, студенты не воспринимают ее, применительно к практике. Тем не менее, при изучении тем, связанных с точностью, ее достижимостью, надо понимать разницу между достоверной и более или менее вероятной величиной.

Цели работы:

Задачи работы

• Многократно измерить размер детали разными приборами, используемыми при ремонта а/м.
• Качественно оценить и количественно проанализировать полученные результаты;
• Выявить характер и причины погрешностей измерения и проанализировать их;
• Сформулировать доступные способы оценки достоверности измерений и повышения их точности.

Методы работы

• Анализ теоретической информации;
• Технические измерения (сбор и систематизация результатов);
•  Анализ результатов и обобщение, принятие решений. При поиске способов уменьшения влияния случайных и систематических погрешностей – метод мозгового штурма.

Работа с аудиторией происходит в 3 формах:

• Фронтальная (постановка целей, задач, инструкции и т.п.) на начальном этапе и формулировка промежуточных задач и обобщение.
• Работа в малых группах, самостоятельная;
• Самостоятельная работа дома, в том числе с Интернетом.

Гипотеза

Практическая (лабораторная) часть

I занятие

Ход работы

Оргмомент (как обычно)

Группа разбивается на 3 бригады. В каждой выбирается бригадир и два «эксперта». Каждая бригада должна организовать измерение одного и того же размера минимум 20 раз разными людьми и обработать результаты измерения.

Задача бригадира – организовать и координировать работу, экспертов – записывать измеренные каждым студентом значения, оценивать его умение выполнять измерения – и все это без подсказок и комментариев. И следить, чтобы не сломали инструмент! На каждом ряду группируется бригада, им выдаю деталь и инструмент) (гильзу, распредвал и т.д., нутромер, микрометры). Место измерения (особенно, если деталь с большим износом, можно отметить мелом.

«Эксперты по нутромеру» собирают и настраивают его (т.к. это не быстро и непросто), пока организуем остальную часть работы. На доске рисуем 3 таблицы из 2 столбцов (№ измерения и размер) для каждой бригады, название детали и измерительный инструмент. Там, где нутромер – и размер настройки. Каждый в своей тетради пишет название работы и рисует таблицу «мои измерения». «Эксперты по микрометру» в это время поверяют, и, если надо, калибруют инструмент.

На первом столе в каждом ряду лежат деталь, измерительный инструмент и за столом сидят два эксперта ИЗ ДРУГИХ БРИГАД. Перед ними лежат заранее приготовленные таблицы для записи результатов. Они по очереди измеряют все 3 детали, записывают свои результаты в таблицы (естественно, вместо оценок – прочерк);

Далее все студенты, по очереди, измеряют эти детали. Каждый измеряет, называет результат эксперту, эксперт называет ему номер (по их таблице). Например, «номер измерения 16, размер 92,04». Студент записывает результат в свою таблицу, а потом – в соответствующую таблицу на доске. Соответственно, в оставшееся время надо переписать в свою тетрадь таблицу с результатами своей бригады. Разумно, если в каждой бригаде выделят одного человека, который обеспечит аккуратную запись результатов, одну на всех. Если студентов в группе мало, можно измерять и по второму разу.

Как только в последней из бригад набралось 20 измерений, работу прекращают все.

Бригады возвращаются, каждая — на свой ряд. Теперь надо обработать результаты.

Преподаватель берет «протоколы» (таблицы, заполненные экспертами). Теперь работа на доске. Считаем: Хmax – Xmin =? А какова допустимая погрешность измерения? Преподаватель предлагает оценить результаты, отбросив явно выделяющиеся из ряда, то есть явно с грубыми ошибками. В этом студентам надо помочь. При измерениях микрометром результаты могут группироваться вокруг двух центров, между которыми 0,5 мм. Отбросив явно ошибочные результаты, опять прикидываем погрешность измерения и сравниваем с нормативной.

Преподаватель в заключении занятия кратко анализирует характер распределения размеров, указывает на возможные причины погрешностей, спрашивает, как можно уменьшить влияние случайных погрешностей, и как – систематических?

Окончательный анализ и обсуждение результатов – на следующем занятии. Оценки выставляются на основании 3 факторов:

• Оценка за технику измерений, выставленная экспертами.
• Оценка, предложенная бригадиром, отражающая вклад студента в общую работу.

На дом:

• Привести в порядок записи, закончить график и т.д.
• Повторить тему «Погрешности измерения».

Занятие №2. Анализ погрешностей измерения

Аналитическая часть

1. Анализ результатов

Выполняется бригадой, совместно.

Если есть значения измерений, намного выбивающиеся из ряда и свидетельствующие о грубой ошибке, отметить их. Если они встречаются 1-2 раза, можно сразу отбросить их за недостоверностью. В протоколе измерений выделить наибольшее и наименьшее значение, рассчитать диапазон разброса размеров и разделить на 6-9-12 интервалов.

Преподаватель сам выбирает интервалы, число измерений в которых каждой бригаде надо подсчитать. Если Хmax – Xmin около 0,1 или меньше, то интервал проще взять 0,01, если много больше, то удобно, если их будет 9 или 12.

Например, 81,76 – 81,99 = 0,23 Почти 0,24, интервал 0,02 мм.

Студенты считают число измерений в каждом интервале. Работа коллективная, то есть, например, один считает первый, другой – второй. В результате строим график. Обычно получается или нечто, напоминающее нормальное распределение, или же «двугорбый верблюд». Другие варианты – редкость.

Хmax – Xmin =______________________

2. Выбираем интервалы ______штук по ______ мм.

3. Строим кривую зависимости числа измерений в каждом интервале (обычно получается типа 1 или 2)

График 1

Если кривая распределения имеет вид 1, то основная причина погрешностей – случайная.

Кривая 2, как правило, образуется в результате измерения микрометром, из-за систематической ошибки – 0,5 мм (ошибочное чтение показаний на стебле.) В этом случае надо перемерить размер штангенциркулем, выявить и пересчитать ошибочные значения и вычертить исправленную кривую на том же графике.

4. По графику устанавливаем наиболее вероятный действительный размер и сравниваем его с Хср; определяем наибольшую погрешность измерения и сравниваем ее с предельной погрешностью для этого средства измерения

Хср = _______________   Хнаиболее вероятный ≈ ___________________________

Наибольшая погрешность Хср — Xmin (max)  __________________________________

Нормативная инструментальная погрешность =_______________

Допустимая погрешность при измерении этим СИ_____________

5. Диапазон разброса размеров делится на 3 равных части и подсчитывается, сколько результатов попало в центральную 1/3 и 2/3 интервала.

Все измерения попали в диапазон _____________________мм  ______________100%

Центральная треть _____________________________ мм   _____________________%

Центральные две трети__________________________мм  ______________________%

Отбрасываем Хmax и Xmin и заново рассчитываем Хср = _________ и
Хmax – Xmin =__________

График 2

Сравниваем с нормальным: Сколько % измерений попали в нормативную погрешность?

6. Анализ результатов и выводы

Надо ответить на вопросы:

1. Сколько процентов измерений (без явных грубых ошибок) попали в допустимую погрешность?
2. Какова доля погрешности СИ в общей?
3. Можно ли утверждать, что погрешность СИ непременно обеспечит большую точность измерения? Какие причины систематических погрешностей выявлены?
4. Можно ли утверждать, что однократное измерение достоверно?
5. Как можно уменьшить влияние систематических погрешностей на достоверность результата?
6. Как можно снизить влияние случайных погрешностей?
7. Ваши предложения по повышению точности и достоверности измерений вами (в рабочих условиях).

В результате совместно формируем алгоритм действий:

Оценка погрешностей результатов измерений

1. Погрешности измерений и их типы

Любые измерения всегда производятся с
какими-то погрешностями, связанными с
ограниченной точностью измерительных
приборов, неправильным выбором, и
погрешностью метода измерений, физиологией
экспериментатора, особенностями
измеряемых объектов, изменением условий
измерения и т.д. Поэтому в задачу измерения
входит нахождение не только самой
величины, но и погрешности измерения,
т.е. интервала, в котором вероятнее всего
находится истинное значение измеряемой
величины. Например, при измерении отрезка
времени tсекундомером с
ценой деления 0,2 с можно сказать, что
истинное значение его находится в
интервале отс
дос.
Таким образом, измеряемая величина
всегда содержит в себе некоторую
погрешность,
гдеиX– соответственно
истинное и измеренное значения исследуемой
величины. Величинаназываетсяабсолютной погрешностью
(ошибкой) измерения, а выражение,
характеризующее точность измерения,
называетсяотносительной погрешностью.

Вполне естественно стремление
экспериментатора произвести всякое
измерение с наибольшей достижимой
точностью, однако такой подход не всегда
целесообразен. Чем точнее мы хотим
измерить ту ил иную величину, тем сложнее
приборы мы должны использовать, тем
больше времени потребуют эти измерения.
Поэтому точность окончательного
результата должна соответствовать цели
проводимого эксперимента. Теория
погрешностей дает рекомендации, как
следует вести измерения и как обрабатывать
результаты, чтобы величина погрешности
была минимальной.

Все возникающие при измерениях
погрешности обычно разделяют на три
типа – систематические, случайные и
промахи, или грубые ошибки.

Систематические погрешности обусловлены
ограниченной точностью изготовления
приборов (приборные погрешности),
недостатками выбранного метода измерений,
неточностью расчетной формулы,
неправильной установкой прибора и т.д.
Таким образом, систематические погрешности
вызываются факторами, действующими
одинаковым образом при многократном
повторении одних и тех же измерений.
Величина этой погрешности систематически
повторяется либо изменяется по
определенному закону. Некоторые
систематические ошибки могут быть
исключены (на практике этого всегда
легко добиться) путем изменения метода
измерений, введение поправок к показаниям
приборов, учета постоянного влияния
внешних факторов.

Хотя систематическая (приборная)
погрешность при повторных измерениях
дает отклонение измеряемой величины
от истинного значения в одну сторону,
мы никогда не знаем в какую именно.
Поэтому приборная погрешность записывается
с двойным знаком

Случайные погрешностивызываются
большим числом случайных причин
(изменением температуры, давления,
сотрясения здания и т.д.), действия
которых на каждое измерение различно
и не может быть заранее учтено. Случайные
погрешности происходят также из-за
несовершенства органов чувств
экспериментатора. К случайным погрешностям
относятся и погрешности обусловленные
свойствами измеряемого объекта.

Исключить случайны погрешности отдельных
измерений невозможно, но можно уменьшить
влияние этих погрешностей на окончательный
результат путем проведения многократных
измерений. Если случайная погрешность
окажется значительно меньше приборной
(систематической), то нет смысла дальше
уменьшать величину случайной погрешности
за счет увеличения числа измерений.
Если же случайная погрешность больше
приборной, то число измерений следует
увеличить, чтобы уменьшить значение
случайной погрешности и сделать ее
меньше или одного порядка с погрешностью
прибора.

Промахи, или грубые ошибки, — это
неправильные отсчеты по прибору,
неправильная запись отсчета и т.п. Как
правило, промахи, обусловленные указанными
причинами хорошо заметны, так как
соответствующие им отсчеты резко
отличаются от других отсчетов. Промахи
должны быть устранены путем контрольных измерений. Таким образом,
ширину интервала в котором лежат истинные
значения измеряемых величин, будут
определять только случайные и
систематические погрешности.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #