Файл: Лабораторная работа № 1.doc

Добавлен: 06.02.2019

Просмотров: 632

Скачиваний: 6

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

МОДУЛЬ 1

решение инженерных задач средствами электронных таблиц



Лабораторная работа №1

Итоговые вычисления

Цель: приобрести навыки выполнения итоговых вычислений с использованием Microsoft Excel и оформления их в виде диаграмм.

Вопросы для самоконтроля

  1. Как выделить блок ячеек?

  2. Как занести в ячейку формулу?

  3. Как заполнить формулой блок ячеек?

  4. Как при использовании Мастера диаграмм выбрать форму диаграммы?

  5. В каких случаях при выборе данных используют вкладку Диапазон данных, а в каких – Ряд?

  6. Как с помощью Мастера диаграмм производится оформление диаграммы?

  7. Какие варианты размещения построенной диаграммы предлагает Мастер диаграмм и как ими воспользоваться?

  8. Каким образом можно осуществить редактирование готовой диаграммы?



Индивидуальные задания

С помощью Excel for Windows составить электронную таблицу и построить диаграмму. Распечатать таблицу с данными, таблицу с формулами и диаграмму.





Вариант 1

При расчете зависимости сопротивления кремния от температуры известны следующие исходные данные.



Температура

T, K

Концентрация примеси:

1,00E+13(см-3)

Eg,

эВ

ni,

см-3

µ,

см2/В·с

n,

см-3

rho,

Ом·см

300

1,12

6,2E+09

1,3E+03

1,0E+13


320

1,12

2,9E+10

1,1E+03

1,0E+13


340

1,11

1,2E+11

9,8E+02

1,0E+13


360

1,11

4,0E+11

8,6E+02

1,0E+13


380

1,10

1,2E+12

7,5E+02

1,0E+13


400

1,10

3,3E+12

6,6E+02

1,1E+13


420

1,09

8,2E+12

5,9E+02

1,5E+13


440

1,08

1,9E+13

5,3E+02

2,4E+13


460

1,08

4,1E+13

4,7E+02

4,6E+13


480

1,07

8,2E+13

4,3E+02

8,7E+13


500

1,07

1,6E+14

3,9E+02

1,6E+14




Рассчитать , где . Добавить в таблицу строку «Среднее значение» и произвести соответствующие расчеты.

Построить график зависимости сопротивления кремния от температуры.



Вариант 2

Составить таблицу для расчета влияния содержания углерода на механические свойства сталей.



образца стали

Размеры образца до испытания

Размеры образца после испытания

Относительное сужение , %

Относительное удлинение ,%

С,%

Lo,мм

Fo,мм2

L1,мм

F1,мм2

1

25

20

36

8



0,1

2

27

22

35

10



0,2

3

28

24

34

12



0,3

4

30

26

33

14



0,4




Дано: размеры образца до испытания: Lo – длина, Fo – площадь поперечного сечения; L1, F1 - размеры образца после испытания. Относительное сужение , относительное удлинение . С,% ‑ процент углерода, задан.

Построить графики влияния содержания углерода на механические свойства сталей.



Вариант 3

Рассчитать (баллистическую постоянную гальванометра) для 5 опытов по формуле:

, где Со – емкость эталонного конденсатора (nФ),

Uo – напряжение на обкладках эталонного конденсатора (В),

no – начальное значение «зайчика».

Рассчитать значения зарядов на обкладках конденсатора q1 и q2 (кл) для каждого опыта по формуле , где n –отклонение «зайчика».

Расчеты оформить в виде таблицы:



опыта

Uo, B

Co, nФ

no

U, B

, кл/дел

n1

q1

n2

q2

1

60

7500

45

20


22


24


2

60

7500

46

40


45


45


3

60

7500

44

60


63


54


4

60

7500

43

80


84


76


5

60

7500

47

100


106


92




Добавить в таблицу строку «Максимальное значение заряда конденсатора» и вычислить соответствующие значения.

Построить график зависимости заряда на обкладках конденсатора от напряжения.



Вариант 4



Дано:

Завод

Количество выбросов, т

ПДН выбросов, т

газообразных

жидких

твердых

газообразных

жидких

твердых

НКМЗ

654836

254135

547812

10000

20000

20000

КЗТС

36547

54782

25471

10000

20000

20000

СКМЗ

21479

62145

251448

10000

20000

20000

ЦШК

962147

997125

951254

10000

20000

20000

ЭМСС

458721

36547

365478

10000

20000

20000



Рассчитать количество выбросов, превышающих ПДН (предельно допустимые нормы) для каждого из заводов и в общем. Добавить строку «Максимальное количество выбросов» и вычислить соответствующие значения.

Построить гистограмму количества выбросов заводов.



Вариант 5

Известны данные о выбросах автомобильных газов в различных странах.



Страна

Количество машин, млн. шт.

Количество машин, соответствующих санитарным нормам, %

Допустимое количество выбросов одной машины за год, т

Среднее значение выбросов с одной машины за год, т

Россия

86

54

59

63

Украина

54

46

61

71

Германия

71

87

43

58

Голландия

45

89

35

45

США

127

74

48

60




Рассчитать допустимое количество выбросов на территории страны (количество машин, соответствующих санитарным нормам * допустимое количество выбросов одной машины за год); реальное количество выбросов в стране (количество машин, соответствующих санитарным нормам * допустимое количество выбросов одной машины за год + количество машин, не соответствующих санитарным нормам * среднее количество выбросов одной машины за год).

Определить самую загрязненную территорию (наибольшая разность между реальным и допустимым количеством выбросов).

Построить гистограмму количества выбросов для заданных стран.

Примечание. * – знак умножения.



Вариант 6

Составить электронную таблицу расчета уровня радиации при ядерном взрыве.

Дано:



Мощность взрыва, кт

400

Расстояние до района сосредоточения, км

70

в, град

5



Рассчитать уровень радиации Р(О) по формуле:



.



Расчет оформить в виде таблицы при скорости среднего ветра, равной 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 км/ч. Построить график зависимости уровня радиации от скорости среднего ветра.



Вариант 7

Составить электронную таблицу параметров работы гидравлического водопровода.



Участок

l, м

N

P

qc, л/с

d, мм

V, м/с

i

1+kl

H, м

1-2

1,4

1

0,0078

0,20

15



1,3


2-3

1,2

2

0,0078

0,20

15



1,3


3-4

2,8

3

0,0078

0,23

20



1,3


4-5

2,8

6

0,0078

0,27

20



1,3


5-6

5,8

9

0,0078

0,31

20



1,3


6-7

3,6

18

0,0078

0,39

20



1,3


7-8

8,4

27

0,0078

0,45

25



1,3


8-9

3,6

36

0,0078

0,51

25



1,3


9-10

19,7

81

0,0078

0,76

32



1,3


Суммарные потери напора =




Обозначения: l, м – длина трубы, N – число водоразборных приборов, P ‑ вероятность совместного действия приборов, qc, л/с ‑ расчетный расход, d, мм – внутренний диаметр трубы, – скорость в трубе, – гидравлический уклон для стальных труб, 1+kl учет местных потерь, – потери напора.

Построить гистограмму для расчетных значений.



Вариант 8

При свободном падении тела с интервалом t=1/60с замерялся пройденный телом путь x.




t, с

x, см

0

0

0,0167

1,55

0,0333

3,25

0,0500

5,30

0,0667

7,55

0,0833

10,20

0,1000

13,05

0,1167

16,15

0,1333

19,50

0,1500

23,15

0,1667

27,05

0,1833

31,30

0,2000

35,75

0,2167

40,55

0,2333

45,55

0,2500

50,80



Рассчитать скорость падения в момент времени t по формуле: см/с и ускорение по формуле:см/с2.

Построить графики зависимости скорости и ускорения от времени.



Вариант 9

Было проведено 3 опыта для определения сопротивления проводника длиной L=42,5 см и сечением S=7,065 см2. В результате получена следующая таблица.



опыта

Напряжение U, B

Сила тока I, A

1

1,6

0,5

2

1,2

0,4

3

2,2

0,7



Рассчитать сопротивление проводника по формуле , удельное сопротивление по формуле . Определить среднее значение сопротивления и среднее значение удельного сопротивления. Оформить результаты расчетов в виде таблицы.

Построить графики зависимостей сопротивления от напряжения и силы тока.



Вариант 10

Для уравнения Ван-дер-Ваальса известны: a=3,59 л2атм./моль2; b=0,0427 л/моль.

По следующим данным:



T, K

V, л/моль

264

0,10

264

0,15

264

0,20

264

0,25

264

0,30

264

0,35

264

0,40

304

0,10

304

0,15

304

0,20

304

0,25

304

0,30

304

0,35

304

0,40

344

0,10

344

0,15

344

0,20

344

0,25

344

0,30

344

0,35

344

0,40



рассчитать давление атм.

Построить точечные графики (точки, соединенные сглаживающими линиями) зависимостей Р(v) для трех различных значений Т.



Вариант 11

При исследовании влияния различных факторов на силы резания были получены следующие эмпирические зависимости составляющих силы резания от элементов режима резания:

Рассчитать значения составляющих силы резания при следующих заданных значениях элементов режима резания.



v, м/мин

s, мм/об

t, мм

18,8

0,07

0,5

37,6

0,26

0,5

37,6

0,07

1,5

37,6

0,07

0,5

18,8

0,26

1,5

18,8

0,26

0,5

18,8

0,07

1,5

37,6

0,26

1,5



Построить гистограмму значений составляющих силы резания.



Вариант 12

Составить электронную таблицу определения влияния содержания углерода на механические свойства отожженных сталей.




образца

% С

d0, мм

pТ, Н

pВ, Н

Fo, мм

Предел текучести, мПа

Предел прочности, мПа

1

0,1

5

8400

14200




2

0,2

5

9000

14800




3

0,3

5

9600

15400




4

0,4

5

10200

16000




5

0,5

5

10800

16600




6

0,6

5

11400

17200






Здесь: % С – процентное содержание углерода; d0, мм – диаметр образца до испытания; pТ, Н – нагрузка, соответствующая площадке текучести; pВ, Н – наибольшая нагрузка, предшествующая разрушению образца; мм ‑ первоначальная площадь поперечного сечения образца; предел текучести = pТ/Fo мПа; предел = pВ/Fo мПа.

Построить графики зависимости показателей механических свойств от содержания в стали углерода.



Вариант 13

Составить электронную таблицу определения емкости неизвестных конденсаторов и емкости при их последовательном и параллельном соединениях.



, пкл/дел

n1

C1, пф

n2

С1,пф

nпр

Спр, пф

nпс

Спс, пф

1

10

65


55


125


30


2

9,78

63


59


126


29


3

10,23

66


62


128


32


4

10,47

64


60


120


34


5

9,57

62


57


127


33




Здесь: b – баллистическая постоянная гальванометра; n1, n2 – максимальное отклонение «зайчика»; nпр, nпс – максимальное отклонение «зайчика» при параллельном и последовательном соединениях; C1, С2, Спр, Спс – емкости конденсаторов; Uo=60В – начальное напряжение.

; ; Спр= С1+С2; .

Построить гистограммы емкости конденсаторов.



Вариант 14

Траектория снаряда, вылетающего из орудия под углом с начальной скоростью , описывается уравнениями

Расчет траектории оформить в виде таблицы:



x

y(x)

0


2


4


6





где

Расчет прервать, когда снаряд «уйдет под землю», т.е. будет равно или меньше нуля.

Исходные данные: 1) 2) Обратите внимание на соответствие единиц измерения (лучше все перевести в км и минуты).

Построить траектории полета снаряда (точечные диаграммы, соединенные сглаживающими линиями).



Вариант 15

При проведении опытов – исследовании зависимости температуры резания от элементов режима резания методом естественной термопары при точении заготовки из стали 45 диаметром 50 мм резцом, оснащенным твердым сплавом Т5К10 – была получена обобщенная зависимость для температуры резания .