3839

Обработка результатов измерений

Практическая работа

Физика

Обработка результатов измерений. Табличное значение попадает в полученный нами интервал. Выберем на этой прямой достаточно удаленные друг от друга точки А (0,1;50) и В(0,8;300). По их координатам вычислим массу тележки как угловой коэффициент прямой...

Русский

2012-11-08

95.21 KB

7 чел.

Обработка результатов измерений.

Упражнение 1.

Приборные погрешности:

Таблица 1.1

№ опыта

Тело 1

Тело 2

, м/с

, м/с

, м/с

1

Тележка 1

+2 пружины

Тележка 2

+ 1 пружина

0,66

0

0,55

2

0,66

0

0,55

3

0,66

0

0,55

4

0,65

0

0,55

5

0,67

0

0,55

Таблица 1.2

№ опыта

Тело 1

Тело 2

, м/с

, м/с

, м/с

1

Тележка 1

+2 пружины,

2 груза

Тележка 2

+ 1 пружина,

2 груза

0,34

0

0,20

2

0,33

0

0,20

3

0,33

0

0,22

4

0,34

0

0,21

5

0,33

0

0,20

Таблица 1.3

№ опыта

Тело 1

Тело 2

, м/с

, м/с

, м/с

1

Тележка 1

+2 пружины

Тележка 2

+ 1 пружина

0,63

-0,14

0,27

2

0,64

-0,15

0,28

3

0,63

-0,14

0,28

4

0,64

-0,15

0,27

5

0,62

-0,14

0,26

м/c

  1. Оценим относительные потери импульса и кинетической энергии за счет трения по формулам

;.

  1. С помощью таблицы масс для таблицы 1.1 рассчитаем массы ,   соударяющихся тел. Найденные значения занесём в таблицу 4.1 . По данным таблицы 1.1 рассчитаем и занесём в таблицу 4.1 импульсы тел:

, , .      

Таблица 4.1

№ опыта

, кг

, кг

, Н·с

, Н·с

, Н·с

1

0,332

0,3115

0

-0,22

-0,35

2

0

-0,22

-0,35

3

0

-0,22

-0,35

4

0

-0,2

-0,33

5

0

-0,23

-0,37

Таблица1:

  1.    ;
  2.  ;   ;
  3.    ;
  4.   ;
  5.  ;   ;

  1. Вычислим для каждой строки 4.1 относительные изменения импульса и кинетической энергии системы при соударении по формулам

,      

.

  1.  ;

 -0,35

  1.  ;

 -0,35

  1.  ;

 -0,35

  1.  ;

 

  1.  ;

-0,37   

Занесём результаты в таблицу. Рассчитаем средние значения , относительных потерь импульса и энергии по двум последним колонкам таблицы 4.1:

;  .        

Здесь i – номер опыта, N общее число опытов.

По разбросу отдельных значений , найти погрешности их средних значений,

  

где  – коэффициент Стьюдента для доверительной вероятности = 0,7 и количества измерений N. Сравнить разности ,  с соответствующими неопределенностями.

Сравним разности по формулам:

, ,285

,  

  1. По данным таблиц 1.2 и 1.3 вычислим импульсы и относительные изменения импульса и энергии. Результаты представим в таблицах 4.2 и 4.3 подобных таблице 4.1 . По двум последним колонкам таблиц  4.2, 4.3 найдём  средние значения , и сравнить их, соответственно, с  и.

, , .

Таблица 4.2

№ опыта

, кг

, кг

, Н·с

, Н·с

, Н·с

1

0,3115

0

2

0

3

0

4

0

5

0

Таблица 1.2:  

  1.   
  2.   ;
  3.   ;
  4.   ;
  5.   ;

Вычислим для каждой строки Таблицы 4.2 относительные изменения импульса и кинетической энергии системы при соударении по формулам:

,

  1.  ;

     0,73

  1.  ;

     

  1.  ;

     

  1.  ;

     

  1.  ;

     

Занесем результаты в таблицу. Рассчитать средние значения , относительных потерь импульса и энергии по двум последним колонкам таблицы 4.2 по формулам:

;   

Сравним разности по формулам:

Сравним разности по формулам:

, ,298

 ,

Таблица 1.3:

, ,

Таблица 4.3

№ опыта

, кг

, кг

, Н·с

, Н·с

, Н·с

1

0,332

0,709

0,75

-0,55

2

-0,72

-0,54

3

-0.73

-0,52

4

-0,76

-0,57

5

-0,78

-0,57

  1.   

                                                                                                                                                  

  1.   ;
  2.   ;
  3.   ;
  4.   ;

Вычислим для каждой строки Таблицы 4.3 относительные изменения импульса и кинетической энергии системы при соударении по формулам:

,

  1.  ;

     

  1.  ;

     

  1.  ;

     

  1.  ;

     

  1.  ;

     

Занесем результаты в таблицу. Рассчитать средние значения , относительных потерь импульса и энергии по двум последним колонкам таблицы 4.2 по формулам:

;   

 

Сравним разности по формулам:

, -0,29,33        , 0,01=-0,50

Упражнение 2.

Таблица 3.1. Разгоняемое тело – тележка 1

№ опыта

Состав подвески

, с

, с

1

крючок +шайба 1

1,6

3,9

2

крючок +шайбы 2

1,5

3,6

3

крючок +шайбы 1,2

0,7

1,9

4

крючок +шайбы 1,3

0,6

1,8

5

крючок +шайбы 1,2,3

0,5

1,5

  1. С помощью таблицы масс для таблицы 3.1 рассчитаем значения массы подвески . Найденные значения занесём в таблицу 6.1 .

Таблица 6.1

№ опыта

, кг

, м/с2

, Н

1

0,01343

0,102

0,13

2

0,01494

0,121

0,14

3

0,02488

0,416

0,23

4

0,02691

0,451

0,25

5

0,03685

0,650

0,34

  1. Используя значения координат оптических ворот и данные из  таблицы 3.1, вычислим и запишем в таблицу 6.1 ускорение тележки и силу натяжения нити:

, .

Ускорение свободного падения взять  м/ с2 (на широте С-Петербурга). Формула для ускорения следует из координатного представления равноускоренного движения без начальной скорости: . Формула для силы натяжения получается из уравнения .

  1.      ;        
  2.      ;         
  3.         ;  
  4.      ;          
  5.      ;         
  6. В соответствии со вторым законом Ньютона,

если сила трения не изменяется во время эксперимента, то натяжение нити связано с ускорением линейной зависимостью:

.          

Угловой коэффициент этой зависимости равен массе тележки, а значение силы натяжения  при нулевом ускорении равно силе трения .

  1. Пользуясь таблицей 6.1., нанесём экспериментальные точки на диаграмму от . Проведём аппроксимирующую прямую (см. график 1). Выберем на этой прямой достаточно удаленные друг от друга точки А(0,7;0,35) и В(0;0,1) . По их координатам вычислить массу тележки как угловой коэффициент прямой:

.

  

  1. По отклонениям ординат экспериментальных точек от соответствующих ординат точек аппроксимирующей прямой рассчитаем погрешность:

.

  1. Запишем найденный доверительный интервал для массы разгоняемой тележки:

.

                

Значение М попадает в табличный интервал.

  1. Выполнить расчеты пунктов 7,8 для данных из таблиц 3.2, 3.3 , заполнив таблицы 6.2, 6.3, подобные таблице 6.1 .

Таблица 3.2. Разгоняемое тело – тележка 1

№ опыта

Состав подвески

, с

, с

1

крючок +шайбы 1,2

1,3

3,7

2

крючок +шайбы 2,3

1,2

3,5

3

крючок +шайбы 1,2,3

0,9

2,5

С помощью таблицы масс для таблицы 3.2 рассчитаем значения массы подвески . Найденные значения занесем в таблицу 6.2 .

Таблица 6.2

№ опыта

, кг

, м/с2

, Н

1

0,02488

0,108

0,24

2

0,02691

0,12

0,26

3

0,03685

0,238

0,35

Используя значения координат оптических ворот и данные из  таблицы 3.2, вычислим и запишем в таблицу 6.2 ускорение тележки и силу натяжения нити:

, .       

Ускорение свободного падения возьмем  м/ с2 (на широте С-Петербурга).

  1.         ;  
  2.       ;  
  3.           ;  
  4. Используя таблицы 6.2, построить на той же, что в п.10, диаграмме графики зависимости от . Из графиков по формулам , найдём доверительные интервалы для массы тележки с утяжелителем и двух тележек с утяжелителем. Вычислим  массы этих же тел с помощью таблицы масс.

Построим график и аппроксимирующую прямую на основе последних двух столбцов таблицы  6.1:

Выберем на этой прямой достаточно удаленные друг от друга точки А (0,1;50) и В(0,8;300) . По их координатам вычислим массу тележки как угловой коэффициент прямой:

.

  1. По отклонениям ординат экспериментальных точек от соответствующих ординат точек аппроксимирующей прямой рассчитаем погрешность:

.

 

  1. Запишем найденный доверительный интервал для массы разгоняемой тележки:

.

 

      

Вывод: Табличное значение попадает в полученный нами интервал.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

61666. Мощность 19.71 KB
  Задачи: Обучающие: Создать условия для осознания и осмысления понятия мощность. Постановка темы и цели урока Ребята мы начинаем изучение новой темы Мощность. А сегодня цель нашего первого урока узнать что такое мощность...
61667. Квантовые постулаты Бора 24.64 KB
  Тип урока: изучение нового материала План урока: Организационный момент д з 12 мин Проверка д з 68 мин объяснение нового материала 15 мин Первичная проверка понимания учащимися нового материала...
61668. Метание малого меча в цель, стоя боком в направление метания 21.87 KB
  Основные задачи: 1. Научить технике метания малого мяча с места, стоя боком в направлении метания. 2. Способствовать развитию у учащихся подвижности в плечевых суставах и грудном отделе позвоночника.
61669. Метание в движущуюся цель. Бег сто метров на время 21.39 KB
  Цель:Овладение техникой броска мяча в движущуюся цель. Образовательные: - Обучение технике броска мяча; Развивающие: - Развитие координации движений, внимания; - развивать прыгучесть, ловкость, внимание.
61670. Металлургический комплекс 15.04 KB
  Цели Коррекционно-образовательные: Закреплять понятие (металлургия) Формировать понятия (цветная, черная) Закреплять навыки работы с календарем погоды Коррекционно-развивающие: Формировать умения анализировать при сравнении температуры в разные дни, используя календарь погоды.
61671. Конспект урока по гимнастике 21.64 KB
  Задачи: Обучающая (обучить акробатическому упражнению2-3 кувырка вперед, стойка на лопатках; совершенствовать акробатическое упражнение из положения лежа на спине «мост», перекат назад в группировке с последующей опорой руками за головой)...
61672. Линейные, разветвляющиеся и циклические алгоритмы в блок-схемах 26.95 KB
  Ребята здравствуйте сегодня на уроке мы изучим новую тему которая в свою очередь поможет нам закрепить и углубить знания полученные на двух прошлых уроках Но для начала проверим как вы справились с домашним заданием и немного повторим материал...
61673. Множества. Отношения между множествами 31.71 KB
  Цель обобщение и углубление изученного материала; проверка и закрепление знания о понятиях €œмножество и €œэлементы множества; проверка и закрепление умения устанавливать отношения между множествами сравнивать множества по числу элементов в них.
61674. Устройство компьютера 18.52 KB
  Какие виды информации вам известны По форме представления информации различают числовую текстовую звуковую графическую и видеоинформацию Что изучает наука Информатика изучением всевозможных способов передачи хранения и обработки информации занимается...