Обработка результатов эксперимента. 1. Представить результаты наблюдения графически, откладывая по оси абсцисс частоту ω, а по оси ординат – произведение ωΩ

1. Представить результаты наблюдения графически, откладывая по оси абсцисс частоту ω, а по оси ординат – произведение ωΩ. Точки в пределах ошибок наблюдения должны лежать на прямой, параллельной оси абсцисс (для каждого момента будет своя прямая). Из этих наблюдений определить значение момента инерции гироскопа I (6.4).

2. Используя результаты измерений (п.2, задание 2) построить и объяснить график зависимости Ω= Ω(L P).

3. По формуле (6.3) рассчитать значение момента импульса гироскопа.

4. Вычислить погрешности измерений момента инерции Δ I и момента импульса Δ по методике расчёта погрешности прямых измерений из Приложения по формулам (П.1)-(П.3).

Приложение

В приложении приводятся основные формулы разных методов расчета погрешностей, применяемых при обработке результатов физического эксперимента. Полное и подробное изложение теории погрешностей содержится в [6]. С целью исключения повторения формул в каждой лабораторной работе ниже перечислены основные методы и их расчетные формулы для определения погрешностей.

I. Определение доверительного интервала
прямых измерений

Доверительный интервал нескольких N измерений одной и той же физической величины X определяется по следующему алгоритму:

1. Вычисляют среднее значение N измерений

. (П.1)

2. Вычисляют стандартное отклонение по формуле

. (П.2)

3. Задают доверительную вероятность р ₀.

4. По заданной доверительной вероятности р ₀ и известному количеству наблюдений, используя табл. 1, находят коэффициент Стьюдента C_N.

5. Определяют доверительный интервал по формуле

. (П.3)

Таблица 1

Коэффициенты Стьюдента C_N

II. Погрешность косвенных измерений

В физическом эксперименте исследуемая величина зависит от нескольких измеренных величин . Абсолютная погрешность D Y в этом случае определяется по формуле

, (П.4)

где D x_i – абсолютная погрешность измерения какой-либо физической
величины.

III. Аппроксимация экспериментальных графиков
прямой линией

Для обработки экспериментальных графиков в физическом практикуме необходимо выполнить процедуру их линеаризации, которая состоит в аппроксимации экспериментальных точек прямой y = Ax + B. Коэффициенты A и B находятся по формулам

; (П.5)

. (П.6)

Оценки погрешностей для коэффициентов D А и D В вычисляются по формулам

, (П.7)

, (П.8)

в которых

. (П.9)

Список Литературы

1. Савельев И.В. Курс физики / И.В. Савельев. М.: Высш. шк., 1987. Т. 1. 385 с.

2. Детлаф А.А. Курс физики / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. М.: Высш. шк., 1989. 608 с.

3. Матвеев А.Н. Общий физический практикум. Механика / А.Н. Матвеев, Д.Ф. Киселев. М.: Изд-во МГУ, 1991. 272 с.

4. Евграфова Н.Н. Руководство к лабораторным работам по физике / Н.Н. Евграфова, В.Л. Каган. М.: Высш. шк., 1980. 385 с.

5. Каленков С.Г. Практикум по физике. Механика / С.Г. Каленков, Г.И. Соломахо. М.: Высш. шк., 1990. 111 с.

6. Методические указания по обработке результатов измерений в физическом практикуме / Сальников А.Н. и др. Саратов: Сарат. гос. техн.
ун-т, 1998. 51 с.

содержание

Введение.................................................................................................................................... 2

Лабораторная работа 1.
Измерение ускорения свободного падения с помощью математического маятника 3

Лабораторная работа 2.
Измерение ускорения свободного падения с помощью оборотного маятника........ 9

Лабораторная работа 3.
Определение коэффициентов трения скольжения и трения качения с помощью наклонного маятника......................................................................................................................... 14

Лабораторная работа 4.
Определение скорости полета «пули» баллистическим методом с помощью унифилярного подвеса........................................................................................................................... 19

Лабораторная работа 5.
Измерение момента инерции твердого тела методом крутильных колебаний...... 24

Лабораторная работа 6.
Гироскоп........................................................................................................................ 32

Приложение............................................................................................................................ 39

Список литературы................................................................................................................ 41

МЕХАНИКА 1

Методические указания
к лабораторным работам по физике

Составили: ГАВВА Светлана Павловна

ИЕВЛЕВА Людмила Дмитриевна

ЩУКИНА Елена Вячеславовна

Под общей редакцией профессора А.Н. Сальникова

Рецензент Н.Н. Швецова

Редактор Л.А. Скворцова

Компьютерная верстка Ю.Л. Жупиловой

Лицензия ИД № 06268 от 14.11.01

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: