- •Департамент образования и науки
- •Введение
- •Математическая обработка результатов измерений и представление экспериментальных данных
- •1. Погрешности результатов измерений
- •2. Оценка точности прямых многократных измерений
- •3. Оценка точности косвенных измерений
- •4. Правила округления погрешностей
- •5. Графическое представление результатов
- •6. Выполнение работы и оформление отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 1 измерение линейных величин и объемов тел правильной геометрической формы
- •Измерительные приборы
- •Методика эксперимента и обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 изучение законов сохранения импульса и энергии при столкновении шаров
- •Теоретическая часть
- •Описание экспериментальной установки
- •Методика эксперимента и обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 изучение плоского движения твердого тела
- •Теоретическая часть
- •Описание экспериментальной установки
- •Методика эксперимента и обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 изучение основного уравнения динамики вращательного движения на маятнике обербека
- •Теоретическая часть
- •Постановка экспериментальной задачи
- •Описание экспериментальной установки
- •Методика эксперимента и обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5 определение коэффициентов трения качения и трения скольжения методом наклонного маятника
- •Теоретическая часть
- •Описание экспериментальной установки
- •Подготовка установки к работе
- •Методика эксперимента и обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 6 определение момента инерции маятника максвелла
- •Теоретическая часть
- •Описание экспериментальной установки
- •Методика эксперимента и обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 7 определение модуля юнга и модуля сдвига сплавов
- •Теоретическая часть
- •Определение модуля Юнга методом изгиба
- •Определение модуля сдвига с помощью пружинного маятника и растяжения пружины
- •Описание экспериментальной установки
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 8 математический и физический маятники
- •Теоретическая часть
- •Описание экспериментальной установки
- •Методика экспериментов и обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 9 исследование прямолинейного поступательного движения в поле сил тяжести на машине атвуда
- •Теоретическая часть
- •Описание экспериментальной установки
- •Принцип работы экспериментальной установки
- •Методика эксперимента и обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Описание экспериментальной установки
- •Подготовка установки к работе
- •Методика эксперимента и обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 11 определение скорости пули с помощью крутильного баллистического маятника
- •Теоретическая часть
- •Описание экспериментальной установки
- •Методика эксперимента и обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 12 гироскоп
- •Теоретическая часть
- •О Рис.12.2.Писание экспериментальной установки
- •Методика эксперимента и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Описание экспериментальной установки
- •Методика эксперимента и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Отчет по лабораторной работе № 1 измерение линейных величин и объемов тел правильной геометрической формы
- •Список литературы
- •Содержание
- •Александр Геннадьевич Заводовский,
Описание экспериментальной установки
Лабораторная установка изображена на рис.13.1 и представляет собой станину 1, состоящую из опор 2, на которых закреплены направляющие 3 и линейка 4 со шкалой 0-900 мм для измерения длины проволоки. На направляющих 3 установлены: каретка 5 для закрепления пластины с индикатором 6, а также каретки 7, 8, в которых закреплена резьбовая тяга 9 для натяжения проволоки.
П
Рис.13.1.
Каретка 5 может свободно скользить по направляющим 3 и имеет также вертикальный стопорный винт, при помощи которого может фиксироваться на них.
В левой опоре станины при помощи стопорного винта зафиксирована стойка 10, в которой закрепляется один конец исследуемой проволоки 11. Другой конец проволоки пропускается через отверстие в пластине с индикатором 6 и фиксируется на крюке динамометра 12. Динамометр собственной скобой зацепляется за стойку 13, зафиксированную горизонтальным стопорным винтом каретки 8.
Натяжение проволоки осуществляется резьбовой тягой 9 при помощи маховика 14. Связь между исследуемой проволокой и штоком индикатора осуществляется при помощи шестигранника 15 со стопорным болтом 16, прокладки 17 и болта, установленного на самой проволоке.
Методика эксперимента и обработка результатов
До начала измерений следует ознакомиться с установкой, установить ее горизонтально.
Задание 1: определение диаметра проволоки и длины исследуемого участка.
1. С помощью микрометра произвести не менее пяти измерений диаметра проволоки в различных местах. Вычислить среднее значение диаметра и рассчитать погрешность измерений диаметра.
2. С помощью линейки 4 стенда измерить длину проволоки .
Задание 2: определение зависимости удлинения проволоки от приложенной силы.
1. Зарисовать таблицы 13.1 и 13.2.
2. Вращая маховик 14, натянуть проволоку и по шкалам динамометра 12 и индикатора 6 определить начальное значение силы натяжения проволоки (указывается преподавателем) и соответствующее ему начальное значение удлинения . Далее вращением маховика 14 увеличивать силу натяжения проволоки до значений и определять соответствующие им значения удлинения . Получить не менее пяти дополнительных значений. Максимальное значение силы не должно превысить 50 Н. Заполнить таблицу 13.1, определяя силу натяжения проволоки по формуле:
, (13.12)
а линейное удлинение проволоки определить по формуле:
. (13.13)
Таблица 13.1
№ п/п |
, Н |
, мм |
, Н |
, мм |
1. |
|
|
|
|
2. |
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
6-7. |
|
|
|
|
3. Повторить не менее четырех раз определение зависимости удлинения проволоки от приложенной силы, причем измерения проводить при одних и тех же значениях приложенной силы. Затем для каждого значения силы натяжения проволоки определить среднее значение линейного удлинения проволоки .
Таблица 13.2
-
№ п/п
, Н
, мм
1.
2.
…
6-7.
4. Построить на миллиметровой бумаге график зависимости от , отложив по горизонтали значения силы, а по вертикали соответствующие удлинения проволоки. Укажите точки, соответствующие экспериментально полученным значениям из таблицы 13.2. Проведите прямую, наиболее близко соответствующую положению отмеченных экспериментальных точек. Найдите угловой коэффициент наклона этой прямой к горизонтальной оси. Запишем формулу (13.11) в следующем виде: . Отсюда имеем:
. (13.14)
Вычислить по формуле (13.14) значение модуля Юнга , взяв среднее значение диаметра проволоки. Рассчитать погрешность измерения модуля Юнга (использовать формулу (13.11)). Найти в справочнике значение модуля Юнга материала проволоки и сравнить с полученным экспериментально. Сделать вывод.
Задание 3: исследование зависимости плотности потенциальной энергии деформации от относительного удлинения.
1. Зарисовать таблицу 13.3.
2. Используя данные таблицы 13.2 и формулы (13.2), (13.11) и (13.8), заполните таблицу 13.3.
Таблица 13.3
-
№ п/п
1.
2.
…
6-7.
3. Постройте на миллиметровой бумаге график зависимости , нанеся точки, соответствующие данным таблицы 13.3. Здесь же постройте график, соответствующий уравнению (13.9), где использовать значение , полученное по формуле (13.14). Сделайте вывод.