- •Методическое пособие
- •Зеленский, Владимир Иванович
- •Оглавление
- •Основные цели физического практикума
- •1. Элементарные сведения об измерениях
- •Погрешность измерений
- •1.2. Виды погрешности
- •1. 3. Составляющие погрешности измерений
- •1.4. Математическая обработка результатов измерений
- •Подставим в (1.20).
- •Например, при сложении чисел
- •Например, вместо вычисления выражения
- •2. Построение графиков
- •3. Метод линеаризации
- •1. Описание установки и методики эксперимента
- •2. Основные расчетные формулы
- •3. Результаты работы и их анализ
- •4. Заключение
- •5. Требования к оформлению отчета о лабораторной работе
- •6. Приложения
- •Введение
- •1. Описание установки и методики эксперимента
- •2. Основные расчетные формулы
- •Результаты работы и их анализ
- •Результаты прямых и косвенных измерений
- •Расчет случайной погрешности измерений для пятой экспериментальной точки
- •4. Заключение
- •7. Литература
- •Оригинал-макет подготовлен риц югу
- •628012, Ханты-Мансийский автономный округ,
Например, вместо вычисления выражения
3,723 · 2,4 · 5,1846
следует вычислять выражение
3,7 · 2,4 · 5,2.
В окончательном результате следует оставлять такое же число значащих цифр, какое имеется в сомножителях после их округления. В промежуточных результатах следует сохранять на одну значащую цифру больше. Такое же правило следует соблюдать и при делении приближенных чисел.
3. При возведении в квадрат или в куб следует в степени брать столько значащих цифр, сколько их имеется в основании степени.
Например,
1,322 = 1,74.
4. При извлечении квадратного или кубического корня в результате следует брать столько значащих цифр, сколько их имеется в подкоренном выражении.
Например,
5. При вычислении сложных выражений следует применять указанные правила в соответствии с видом производимых действий.
Если вычисления проводятся на карманном калькуляторе или ЭВМ, то разрядность представления чисел определяется конструкцией калькулятора (ЭВМ). Очевидно, результат вычислений следует переписывать с числом значащих цифр, соответствующих минимальному в одном из сомножителей (или аргументе функции). Надо стараться избегать ошибочной практики, когда результаты вычислений переписывают с таким числом значащих цифр, которое выдает калькулятор (ЭВМ).
Например, если сомножитель (или аргумент функции) содержал две значащие цифры, а результат вычислений представлен на табло калькулятора (дисплее, распечатке с ЭВМ) девятью цифрами, то следует переписать результат только с двумя значащими цифрами.
2. Построение графиков
Если некоторая физическая величина является функцией одной или нескольких переменных, то для наглядного представления такой зависимости необходимо изобразить ее графически.
Как правило, графики зависимостей одних физических величин от других – это гладкие, плавные линии, без резких изломов. Экспериментальные точки вследствие погрешностей измерений не ложатся на гладкие кривые зависимостей для физических величин, а группируются вокруг них случайным образом.
Поэтому
не следует соединять соседние экспериментальные точки на графике отрезками прямой и получать таким образом некоторую ломаную линию.
Графики выполняются преимущественно на миллиметровой бумаге. Сначала нужно выбрать масштаб по осям координат. Масштаб выбирается таким образом, чтобы угол наклона прямых (или касательных к кривым) на графике был близок к 45°. Кривые должны занимать практически все поле чертежа (т. е. должно быть соответствие между протяженностью кривой и размером чертежа).
За единицу масштаба величины разумно выбирать числа, кратные 1, 5, 10, 50, 100.
В качестве осей координат следует использовать прямоугольную рамку (это облегчает пользование чертежом). На осях координат (левой и правой, нижней и верхней) наносят масштабные метки, соответствующие цифровым значениям соответствующей величины(т.е. числам, кратным 1, 5, 10 и т. д.).
Между масштабными метками следует выбирать расстояние равное 1, 2, 4, 5, 8, 10 клеток стандартного тетрадного листа «в клетку» или миллиметровой бумаги.
Цифровые значения проставляются (на левой и нижней осях) только для крупных единиц масштаба.
Около осей координат (слева и внизу) необходимо написать названия величин, которые отложены по ним, их обозначение и единицы измерения. Все надписи и цифровые значения должны быть крупными (размер букв и цифр не менее 5 мм).
Экспериментальные точки наносятся на чертеж в виде условных знаков небольшого размера (кружочки, квадратики, крестики и т. д.).
Для каждой точки на графике указываются погрешности в виде отрезков с длиной, равной удвоенной абсолютной суммарной погрешности величины , в центре которого находится данная экспериментальная точка со значением величины х. Погрешности можно указывать для одной или двух величин (см. рис. 2.1).
Рисунок 2.1 – Пример построения графика
Гладкую кривую, соответствующую экспериментальным точкам, проводят с помощью линейки или лекала так, чтобы она проходила примерно в средней части всей совокупности экспериментальных точек и при этом пересекала все доверительные интервалы графика.
Если имеется несколько кривых, то каждой кривой присваивается номер, а на свободном поле чертежа указывают название, обозначение, цифровое значение и единицу измерения параметра, соответствующего этому номеру. Если имеется теоретическая кривая, то ее наносят на чертеж с указанием, по какой теории она получена. Если имеются кривые или экспериментальные точки, полученные различными методами, то желательно использовать для их построения линии и знаки разной структуры (сплошные линии, пунктир, кружочки, квадратики и т. д.).
График должен быть приемлемым с эстетической точки зрения (разные цвета для экспериментальных точек, кривых, осей координат и т. д.). Готовые графики подклеиваются в соответствующее место листа отчета о лабораторной работе.