- •Предисловие
- •Введение
- •Часть I. Лабораторные работы натурного физического эксперимента Лабораторная работа № 1 определение линейных величин и плотности тела
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 проверка основного закона динамики поступательного движения
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 определение коэффициента трения покоя.
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4 определение коэффициента трения скольжения
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5 определение ускорения свободного падения с помощью машины атвуда
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6 измерение скорости пули с помощью баллистического маятника
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7 упругое соударение шаров
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №8 неупругое соударение шаров
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №9 определение момента инерции маятника обербека
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №10 определение момента инерции тела энергетическим методом
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №11 скатывание твердого тела с наклонной плоскости
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №12 математический маятник
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №13 физический маятник
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Часть II. Подсчет погрешностей измерений Виды измерений
- •Погрешности измерений
- •Определение случайной ошибки
- •Погрешность однократного прямого измерения
- •Учет случайной ошибки нескольких измерений и ошибки однократного измерения
- •Алгоритм вычисления ошибки прямых равноточных измерений
- •Ошибки косвенных измерений
- •Алгоритм вычисления ошибки косвенных измерений
- •Приложение
- •Список литературы
- •Содержание
- •Часть I. Лабораторные работы натурного физического эксперимента 5
- •Часть II. Подсчет погрешностей измерений 82
- •Лабораторный практикум механика
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
А.Н. Антоненко, А.В. Маркидонов
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
МЕХАНИКА
Рекомендовано в качестве учебного пособия
Редакционно-издательским советом
Томского политехнического университета
Издательство
Томского политехнического университета
2011
УДК 000000
ББК 00000
C00
Антоненко А.Н.
Лабораторный практикум. Механика: учебное пособие / А.Н. Антоненко, А.В. Маркидонов; Томский политехнический университет. − Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 92 с.
Пособие содержит методические указания к лабораторным работам натурного физического эксперимента. Каждое указание имеет теоретическую часть, методические рекомендации к выполнению лабораторной работы, обработки результатов и контрольные вопросы для самопроверки. Пособие содержит методические указания по теории погрешностей. Работы расположены в последовательности изложения материала курса «Общая физика», раздел «Механика».
Предназначено для студентов и бакалавров технического университета.
УДК 000000
ББК 00000
Рецензенты
Доктор технических наук, профессор СибГиу
А.С. Никитин
Кандидат физико-математических наук, доцент КузГПА
П.П. Житников
Кандидат физико-математических наук, доцент НФ ТПУ
А.И. Антоненко
© ГОУ ВПО НИ ТПУ, 2011
© Антоненко А.Н., Маркидонов А.В., 2011
© Оформление. Издательство Томского
политехнического университета, 2011
Предисловие
Данное пособие - результат коллективного труда преподавателей кафедры естественнонаучный и общепрофессиональных дисциплин Новокузнецкого филиала Томского политехнического университета.
Пособие является составной частью комплекса методического обеспечения учебного процесса по курсу «Общая физика», раздел Механика.
Пособие содержит методические указания к лабораторным работам натурного физического эксперимента (Часть 1). Каждое указание имеет теоретическую часть, методические рекомендации к выполнению лабораторной работы, обработки результатов и контрольные вопросы для самопроверки. Пособие содержит методические указания по теории погрешностей (Часть 2).
Лабораторные работы, представленные в пособии, охватывают почти все темы раздела «Механика». Работы расположены в последовательности изложения материала курса «Общей физики», раздел «Механика».
Введение
Одним из направлений подготовки бакалавров является формирование готовности к научно-исследовательской деятельности. Данное направление позволяет более эффективно готовить бакалавров к поступлению в магистратуру, в которой НИР становиться неотъемлемой частью учебного процесса.
Большие возможности в контексте формирования исследовательских навыков у студентов на первом курсе предоставляет изучение физики. В свою очередь, одной из самых активных форм изучения физики является выполнение лабораторных работ исследовательского и экспериментального характера. Она позволяет студентам не только наблюдать физические явления в различных условиях, выявлять их закономерности, знакомиться с техническими средствами и методами измерения физических величин, но и решать ряд исследовательских задач. Можно органически связать лекционный курс с лабораторным практикумом, так подобрать лабораторные работы, чтобы их выполнение помогало сформировать знания и умения для самостоятельной экспериментально-исследовательской деятельности.
Экспериментальные исследования тех или иных явлений представлены в пособии большим спектром лабораторных работ натурного эксперимента. Пособие содержит традиционные лабораторные работы, переработанные и модернизированные авторами. В каждую работу включены элементы проблемности разного плана: проблемные вопросы; задания на вывод формул, не содержащихся в теоретической части; разработка альтернативной методики эксперимента или модификация данной работы.
Измерения физических величин производятся с ограниченной точностью. Ограничение точности ставит предел степени подробности информации, получаемой из эксперимента. Только в пределах точности измерений можно сравнивать результаты разных опытов друг с другом и с соответствующими предсказаниями теории.
Методики обработки информации и оценки точности измерений весьма разнообразны. Умения и навыки обработки информации об объекте одна из основных задач экспериментально-исследовательской деятельности в целом и учебного лабораторного практикума в частности.
В пособии содержатся подробные методические указания по подсчету погрешностей измерений. В лабораторной работе № 1 особое внимание уделено выводу формул для подсчета погрешностей косвенного измерения. Именно этот вопрос в теории и методики погрешностей измерений вызывает наибольшие затруднения у студентов первого курса.