Определение относительной погрешности

 

 Относительная погрешность определяется по формуле:

где   δ – относительная погрешность;

α _табл  – табличное значение;

α _оп   – определенное (полученное) значение.

 

                                        Лабораторные работы

Лабораторные работы I семестра

Лабораторная работа  1

Определение плотности твердых тел правильной и неправильной геометрической формы

Цель: научитьсяопределять плотность твёрдых тел правильной и неправильной геометрической формы.

Краткое теоретическое обоснование

Плотность однородного вещества r - физическая величина, равная отношению массы вещества m к его объему V :   

                                                                                           

Оборудование: исследуемые бруски и гирька на нитке, весы с разновесом, штангенциркуль, мерный цилиндр  с водой.

Порядок выполнения работы

1. Штангенциркулем измерить линейные размеры одного из брусков и вычислить его объем по формуле V = a × b × c, где a, b, c – соответственно длина, ширина и высота бруска.

2. С помощью весов определить массу бруска.

3. Вычислить плотность вещества бруска.

4. Опыт повторить с другими исследуемыми брусками.

5. Погрузив в мерный цилиндр тело неправильной геометрической формы – гирьку на нитке, определить ее объем. Цена деления мерного цилиндра в миллилитрах и кубических метрах 1 дел = 1 мл = 1· 10^-6 м³.   

6. Рассчитать плотность гирьки.

7. Определить относительную погрешность d для каждого исследуемого тела.

8. Результаты измерений, вычислений записать в таблицу 1.

Таблица 1 – Результаты измерений и вычислений

 

Материал, из которого изготовлено тело	Длина бруска а, м	Ширина   бруска b, м	Высота бруска с, м	Объем V, м3	Масса m, кг	Плотность r, кг/м3	Относит. погрешность d, %
	тело неправильной геометрической формы	-	-

Контрольные вопросы

1. От чего зависит плотность вещества?

2. Перевести 1 г/см³ в кг/м³.

 

 

Лабораторная работа 2

Определение ускорения свободного падения с помощью

Математического маятника на широте г. Новый Уренгой

 

Цель: определить ускорение свободного падения на широте г. Новый Уренгой.                                    

Краткое теоретическое обоснование

Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити. Моделью такого маятника может служить шарик, подвешенный на длинной нити.

 

Рисунок 1 – Схематическое и зображениемаятника

l – длина маятника

l = l нити + r шарика

 

 

На основании многочисленных опытов установлены законы колебания математического маятника:

1.Период колебаний не зависит от массы маятника и амплитуды его колебаний, если угол размаха не превышает 6°.

2.Период колебаний математического маятника прямо пропорционален корню квадратному из длины маятника и обратно пропорционален корню квадратному из ускорения свободного падения:

Т = 2p

где Т – период колебания,

    l – длина маятника,

  g – ускорение свободного падения.

     Из этой формулы можно найти ускорение свободного падения:

 =  ;

 =  ;

g =

      Земля не шар, а эллипсоид вращения, т.е. она «приплюснута» с полюсов. Поэтому радиус Земли на полюсе меньше радиуса на экваторе. Кроме того, Земля вращается вокруг своей оси и это также влияет на ускорение свободного падения, приводя его к зависимости от географии широты местности. В связи с этим сила тяжести на полюсе больше, чем на экваторе.

В связи с этими факторами ускорения свободного падения на полюсе больше, чем на экваторе.

 

Оборудование: штатив с держателем, шарик с нитью длиной не менее 1м, пробка с прорезью в боковой поверхности, метровая линейка, штангенциркуль, секундомер.

 

Порядок выполнения работы

1. Поместить штатив с держателем на край стола.

2. Измерить диаметр шарика штангенциркулем, длину нити линейкой. Найти длину маятника.

3. Отклонить шарик на небольшой угол (около 6^о) и отпустить. По секундомеру определить время t, за которое маятник совершит n полных колебаний, например  100, 120, 150.

4.Вычислить период  колебаний маятника:

5. Используя формулу  вычислить ускорение свободного падения.

6. Опыт выполнить 3 раза, меняя число колебаний или длину нити (протягивая нить через пробку).

7.Определить среднее значение g _ср.

8. Сравнить результат опыта (среднее значение)  с табличным значением ускорения свободного падения для данной географической широты и найти относительную погрешность d.

9. Результат измерений и вычислений записать в таблицу 1.

Таблица 1 – Результаты измерений и вычислений

 

Длина нити lн, м	Диаметр шарика d , м	Длина маятника l, м	Число полных колеба- ний n	Время полных колеба- ний t, с	Период одного колеба- ния Т, с	Ускоре- ние cвобод- ного падения g, м/с2	Среднее значение ускорения свободного падения g ср, м / с2	Относитель- ная погрешность d , %

 

Табличное значение: г. Новый Уренгой:  g = 9, 82331 м/с²;

экватор: g = 9, 780 м/с²;

г. Москва: g = 9, 815 м/с²;

северный полюс: g = 9, 832 м/с².

Контрольные вопросы

1. Почему ускорение свободного падения зависит от географической широты?

2. Вместо шарика к нити прикреплена воронка, наполненная песком. Изменится ли ускорение свободного падения, если в процессе колебаний из воронки будет высыпаться песок?

3. Можно ли пользоваться маятниковыми часами в условиях невесомости?

4. В каких положениях действующая на шарик возвращающая сила будет максимальна? В каких положениях равна нулю?

 

 

Лабораторная работа 3

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: