ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.03.2019
Просмотров: 186
Скачиваний: 1
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное Государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт нанотехнологий, электроники и приборостроения
Кафедра электрогидроакустической и медицинской техники
Отчёт
По лабораторной работе №100
По курсу Физика
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА
Выполнил:
Студент группы ЭПбо1-2
Карамнов А.А.
25 сентября 2018 г.
Преподаватель: Азурманян Г.В.
Таганрог 2018г
Цель работы: Овладение методами оценки погрешности и определение ускорения свободного падения с помощью малых свободных колебаний математического маятника
Приборы и принадлежности: Нить, грузик, миллиметровая линейка, часы
Таблица характеристик измерительных приборов:
|
Название прибора |
Диапазон измерений |
Число делений |
Класс точности |
Приборная погрешность |
Цена деления |
|
Миллиметровая линейка |
0…40см |
400 |
- |
|
1мм |
Краткие теоретические сведения: Общие сведения о колебаниях. Гармонические колебания. Физический и математический маятники. Основы теории погрешности и обработки экспериментальных данных
Существуют погрешности:
1)Систематическая – закономерная погрешность при измерениях одной и той же величины
2)Случайная – погрешность, которая возникает случайно
3)Грубая – погрешность, существенно отличающаяся от ожидаемых
Измерения бывают:
1) Косвенные – измерение, при которой искомое значение физической величины определяется путём расчёта.
2) Прямое – измерение, при которой физические величины определяются либо непосредственным сравнением с мерой либо при помощи измерительного прибора.
Погрешности измерений:
1) Абсолютная погрешность – отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины
2) Относительная погрешность – отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины.
Описание экспериментальной установки и методики эксперимента: Для
экспериментального определения значения ускорения свободного
падения g разработано много различных методов. Среди них, наиболее
широкое распространение, получил маятниковый метод.
Маятниковый метод представляет собой использование колебательной
системы, состоящей из нити и груза, при выведении которой из состояния
покоя будут совершаться колебания.
Экспериментальная установка включает в себя:
-
Нить, прикреплённая к подвесу
-
Груз, закреплённый на нити
-
Часы, для фиксирования времени
Расчетные формулы и формулы для оценки погрешности косвенных
измерений:
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
Выполнение работы:
Провожу прямые измерения длинны нити и времени прохождения полных колебаний. Фиксирую результаты в Таблице 1.
-
№ опыта
,м
,с
1
38
1,65
103
2
101
3
101
4
103
5
103
6
1,45
96
7
96
8
93
9
94
10
96
11
1,25
88
12
88
13
87
14
88
15
88
Таблица 1. Результаты прямых измерений
Исходя из Таблицы 1:
-
Провожу измерения арифметического значения времени. Формула (1)
-
Провожу измерения арифметического значения величины случайных отклонений времени. Формула (2)
-
Вычисляю квадраты случайных отклонений. Формула (3)
-
Вычисляю среднее квадратичное отклонение среднего арифметического. Формула (4)
-
Определяю коэффициент Стьюдента и вычисляю случайную погрешность среднего арифметического значения времени совершения
колебаний. Формула (5)
Результаты записываю в Таблицу 2
-
№ опыта
1,65
1
103
102,2
0,8
0,64
0,489
2,8
1,36
2
101
1,2
1,44
3
101
1,2
1,44
4
103
0,8
0,64
5
103
0,8
0,64
1,45
1
96
95
1
1
0,63
2,8
1,764
2
96
1
1
3
93
2
4
4
94
1
1
5
96
1
1
1,25
1
88
87,8
0,2
0,04
0,19
2,8
2
88
0,2
0,04
3
87
0,2
0,04
4
88
0,2
0,04
5
88
0,8
0,64
Таблица 2. Обработка результатов прямых измерений
Для каждой серии измерений записываю
окончательные результаты обработки
измерений времени совершения
полных колебаний. Формула (5)
=
=
=
Вычисляю для каждой серии измерений относительные погрешности
измерения времени. Формула (6)
=
=
=
Вычисляю среднее значение величины ускорения свободного падения в
каждой серии. Формула (7)
=
=
=
Вычисляю абсолютные погрешности значения ускорения свободного падения в каждой серии измерений. Формула (8)
=
=
=
Записываю окончательный результат. Формула (9)
=
=
=
Вычисляю относительную погрешность измеренного значения ускорения свободного падения в каждой серии измерений. Формула (10)
=
=
=
Полученные значения ускорения свободного падения совпадают со значением табличного ускорения свободного падения.
Вывод: В ходе выполнения лабораторной работы табличные значения ускорения свободного падения совпадают со значением табличного ускорения свободного падения. Причинами расхождения в теоретических и практических результатах могут послужить грубые погрешности.