11590

Исследование температурной зависимости сопротивления металла и полупроводника

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 Исследование температурной зависимости сопротивления металла и полупроводника. Цель работы: экспериментально проверить основной закон динамики вращательного движения. Построить график зависимости углового ускорения от вращающего моме...

Русский

2013-04-10

185.5 KB

2 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Исследование температурной зависимости

сопротивления металла и полупроводника.

Цель работы: экспериментально проверить основной закон динамики вращательного  движения. Построить график зависимости углового ускорения от вращающего момента

силы.

Приборы и принадлежности: маятник Обербека, набор грузов с различными массами, нить, миллисекундомер.

ХОД РАБОТЫ:

1.Проведем расчеты при малом радиусе r1 шкива:

1.1.Занесем в таблицу 5 измерений малого радиуса шкива и среднее арифметическое величины r1 вычислим по формуле:

<r1>=,<r1>=0,02246(м).

1.2. Занесем в таблицу 5 измерений высоты падения груза и среднее арифметическое величины h вычислим по формуле:

h, м

1

0,428

2

0,426

3

0,429

4

0,424

5

0,426

1.3.Пять разных  измеренных величин t1  занесем в таблицу. Вычислим среднее арифметическое времени t опускания груза из верхней точки в нижнюю по формуле:

t1, c

(ti-<t1>)2, c2

1

6,988

0,0267

2

6,7

0,0155

3

6,75

0,0056

4

6,68

0,0209

5

7,005

0,0325

Масса груза m1 равна 0, 1127 кг, а высота падения груза h равна 0, 4266(м), тогда вычислим ср. арифметическое момента инерции<I1> по формуле:

<Ii>=,    <I1>0,0303571 (кг м2)

где

h-высота падения груза,

<t>-время падения груза,

<r>-малый радиус шкива;

 i-номер соответствующего измерения;

Вычислим ср. арифметическое вращающего момента силы и углового ускорения по формулам:

<>= и <Mi>=, тогда

<>=0,8156178 (м2/c2), <M1>=0,0247598 (Нм2)

1.4. Пять разных  измеренных величин t2 занесем в таблицу. Вычислим среднее арифметическое времени t2 опускания груза из верхней точки в нижнюю по формуле:

t2, c

1

5,362

2

5,281

3

5,111

4

5,398

5

5,508

При массе груза m2 равной m1+0, 0574=0,1701 (кг) вычислим ср. арифметическое момента инерции <I2> по вышеприведенной формуле:

<I2>=0,0279349(кг м2)

Вычислим ср. арифметическое вращающего момента силы и углового ускорения:

1,3361672 (м2/c2), <M2>=0,0373257 (Нм2)

1.5.Пять разных  измеренных величин t3 занесем в таблицу. Вычислим среднее арифметическое времени t3 опускания груза из верхней точки в нижнюю по формуле:

t3, c

1

4,625

2

4,638

3

4,564

4

4,502

5

4,617

При массе груза m3 равной m1+2+0, 0571=0,2272 (кг) вычислим ср. арифметическое момента инерции <I3> по вышеприведенной формуле:

<I3>=0,0276107(кг м2)

Вычислим ср. арифметическое вращающей силы и углового ускорения:

1,8037117 (м2/c2), <M3>=0,0498018 (Hм2)

1.6.Построим график зависимости углового ускорения от вращающего момента

силы(:

2.Проведем расчеты при большем радиусе r2 шкива:

2.1.Занесем в таблицу 5 измерений большего радиуса шкива и среднее арифметическое величины r2 вычислим по формуле:

<r2>=,

<r2>=0, 0436(м).

2.2.Пять разных  измеренных величин t4  занесем в таблицу. Вычислим среднее арифметическое времени t опускания груза из верхней точки в нижнюю по формуле:

t4, c

1

3,752

2

3,606

3

3,597

4

3,685

5

3,587

Масса груза m1 равна 0, 1127 кг, а высота падения груза h равна 0, 4266(м), тогда вычислим ср. арифметическое момента инерции<I4> по уже выше приведенной формуле:

<I4>0,0324869 (кг м2)

Вычислим ср. арифметическое вращающего момента силы и углового ускорения:

<>=1,4725633 (м2/c2), <M4>= 0,047839 (Нм2)

2.3. Пять разных  измеренных величин t5 занесем в таблицу. Вычислим среднее арифметическое времени t5 опускания груза из верхней точки в нижнюю по формуле:

t5, c

1

2,937

2

2,792

3

2,847

4

2,993

5

2,893

При массе груза m2 равной m1+0, 0574=0,1701 (кг) вычислим ср. арифметическое момента инерции <I5> по вышеприведенной формуле:

<I5>=0,0307486 (кг м2)

Вычислим ср. арифметическое вращающего момента силы и углового ускорения :

2,3390939 (м2/c2), <M5>=0,071924 (Нм2)

2.4.Пять разных  измеренных величин t6 занесем в таблицу. Вычислим среднее арифметическое времени t6 опускания груза из верхней точки в нижнюю по формуле:

t6, c

1

2,475

2

2,550

3

2,527

4

2,464

5

2,576

При массе груза m3 равной m1+2+0, 0571=0,2272 (кг) вычислим ср. арифметическое момента инерции <I6> по вышеприведенной формуле:

<I6>=0,0310315 (кг м2)

Вычислим ср. арифметическое вращающей силы и углового ускорения:

3,0854246 (м2/c2), <M6>=0,0957454 (Hм2)

2.5.Построим график зависимости углового ускорения от вращающего момента

силы(:

3.Проверим основной закон динамики вращательного движения двумя способами:

1-ый способ. В ходе работы мы меняли массу груза m и радиус шкива r при неизменных положениях грузов m0, расположенных на крестовине. Поэтому мы можем убедиться в постоянстве момента инерции:

const,

где

среднее арифметическое момента вращающей силы при i-ом радиусе среди всех 3-х средних моментов;

среднее арифметическое углового ускорения при i-ом радиусе среди всех 3-х средних угловых ускорений.

Итак,

0, 037295766 (Нм2), 1, 3184989 (м2/c2)

0, 02828653 (кг м2)

0, 071836133 (Нм2), 2, 299027267 (м2/c2)

0, 031246316 (кг м2)

В итоге мы получаем, что

I0, 03125 (кг м2)

Следует добавить, что знак “” означает грубое округление, ввиду того, что результаты несколько не сходятся из-за присутствия в работе погрешностей.

2-ой способ. Мы меняли положение грузов m0 на стержнях крестовины и оставляли неизменным вращающий момент сил, т.е. проверили следующее соотношение:

M=const,

где

среднее арифметическое углового ускорения при i-ом радиусе среди всех 3-х средних угловых ускорений;

среднее арифметическое момента инерции при i-ом радиусе среди всех 3-х средних моментов инерции.

Итак,

0, 028634233 (кг м2);1, 3184989 (м2/c2);

0, 037754204 (Нм2).

0, 031422333 (кг м2);2, 2990273 (м2/c2);

0, 072240798 (Нм2).

В итоге мы получаем, что

0,0722401(Нм2)

Здесь знак “” означает очень грубое округление из-за неточности выполнения данного этапа в нашей работе.

4. Вычислим погрешности, которые присутствовали в нашей работе по следующей формуле:

,

где

-приборные погрешности;

случайная погрешность;

Приборная погрешность вычисляется по следующей формуле:

,

где

коэффициент Стъюдента для бесконечно большого числа измерений;

цена деления прибора;

2

тогда

0,000667 (м);

0,000667 (кг)

Случайная погрешность вычисляется по следующей формуле:

где

 n-число измерений;

значение коэффициента Стъюдента для произвольного n;

2, 8.

тогда

=0, 19922 (с)

Вычислим абсолютную погрешность, если <I>=0, 0303571 (кгм2):

0, 00253506 (кгм2),

Запишем результата в виде доверительного интервала:

(кгм2)

Вывод о проделанной работе:

мы проверили основной закон динамики вращательного движения двумя способами. Оказалось (а так оно и должно быть), что при меняющихся угловых ускорениях и вращающих моментов сил остается постоянным момент инерции и при меняющихся моментах инерции и угловых ускорений остается постоянным вращающий момент сил. Но в нашей работе присутствовали ощутимые по своей величине погрешности, поэтому результат проверки оказался не достаточно “красивым”.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

6317. Основные положения о праве 144.67 KB
  Основные положения о праве. Происхождение, понятие и признаки права. В глубокой древности наиболее сложившейся идеологической силой выступала религия. Особую роль она сыграла в возникновении права у народов, где в производящем хозяйстве домини...
6318. Программное обеспечение персонального компьютера 116.5 KB
  Программное обеспечение персонального компьютера. План. Системное программное обеспечение. базовое ПО операционные системы служебные программы Прикладное программное обеспечение. Инструментальное программное обесп...
6319. Зубчатые передачи 672.36 KB
  Основные понятия о зубчатых передачах Общие сведения В зубчатой передаче движение передается с помощью зацепления пары зубчатых колес (рис. 1, а - в). Меньшее зубчатое колесо принято называть шестерней, большее - колесом....
6320. Мутационная изменчивость 52 KB
  Мутационная изменчивость 1. Наследственная и ненаследственная изменчивость. 2. Классификация мутаций. 3. Геномные мутации. 4. Хромосомные мутации. 1. Наследственная и ненаследственная изменчивость Различают наследственную и ненаследственную изменчив...
6321. Мутационная изменчивость. Генные и хромосомные мутации 46.5 KB
  Мутационная изменчивость 1. Генные мутации. 2. Классификация мутаций. 3. Геномные мутации. 4. Хромосомные мутации. 1. Генные мутации Связаны с изменениями структуры гена. «Сдвиг рамки считывания» - вставка или выпадение перы или нескольких пар нукле...
6322. Индуцированный мутационный процесс 51 KB
  Индуцированный мутационный процесс 1. Факторы индуцирующие мутации. 2. Действие ионизирующих излучений. 3. Влияние генотипа на частоту мутаций. 4. Действие химических веществ на мутагенез. 1. Факторы индуцирующие мутации Под индуцированным мутационн...
6323. Теорія інформації та кодування як основа інформаційних технологій 87 KB
  Предмет дисципліни, її цілі та задачі. Порядок вивчення дисципліни, звітність. Навчально-методичні матеріали з дисципліни Сьогодні ми розпочинаємо вивчення навчальної дисципліни Теорія інформації та кодування. Дисципліна вивчаєть...
6324. Математичні моделі завад в каналах звязку. Поняття про модуляцію 243 KB
  Вступ В попередніх лекціях ми говорили про те, що забезпечення інформаційної безпеки пов'язане з комплексним рішенням трьох задач, пов'язаних із забезпеченням доступності, цілісності та конфіденційності інформації. Рішення таких зада...
6325. Цивільна оборона в сучасних умовах 59.5 KB
  Цивільна оборона в сучасних умовах План: Роль і місце Цивільної оборони в житті суспільства Визначення та основні завдання Цивільної оборони Організація і проведення рятувальних та інших необхідних робіт у районах лиха та осередк...