Контрольное задание

При обработке результатов измерения емкости для партии конденсаторов получено <C> = 1,1 мкФ,  = 01 мкФ. Если взять коробку со 100 конденсаторами из этой партии то сколько среди них можно ожидать конденсаторов с ёмкостью меньше 1 мкФ больше 1,3 мкФ меньше 08 мкФ

Контрольные вопросы

1. Что называется абсолютной, относительной, систематической и случайной погрешностями измерений?

2. Что такое средняя квадратичная погрешность, доверительный интервал и доверительная вероятность?

3. Какими свойствами обладает нормальное распределение результатов измерений?

4. Как найти случайную погрешность среднего значения из результатов эксперимента?

5. Как найти погрешность косвенных измерений?

6.Каков смысл введения коэффициентов Стьюдента? Как их определить.

Библиографический список

1. Зайдель, А. Н. Ошибки измерений физических величин / А. Н. Зайдель. – СПб.: Лань, 2005. – с. 112.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ПРОВЕРКА ВТОРОГО ЗАКОНА НЬЮТОНА

НА МАШИНЕ АТВУДА

Цель работы: проверка второго закона Ньютона.

Оборудование: машина Атвуда с грузами и перегрузками, электрический секундомер.

Общие сведения

По второму закону Ньютона произведение массы частицы на ускорение равно действующей силе:

. (1)

В общем случае результирующая сила является векторной суммой всех действующих на частицу сил: . Выражение (1) называют также основным законом динамики поступательного движения. Оно справедливо не только для частицы, но и для тела, движущегося поступательно.

Если на тело постоянной массы m действовать последовательно различными силами и , тогда по второму закону Ньютона тело будет двигаться также с различными по величине ускорениями и , отношение которых равно отношению сил:

С другой стороны, из уравнения (1) следует, что если на тела с различными массами m₁ и m₂ действуют равные силы , то тела будут двигаться с разными по величине ускорениями и , отношение которых обратно отношению масс:

Описание установки и метода измерений

Соотношения (2) и (3) являются следствиями второго закона Ньютона и их можно проверить на машине Атвуда.

Принцип устройства машины Атвуда показан на рис. 1. На вертикальной стойке 1 с сантиметровыми делениями расположен легкий блок 2. Через блок перекинута нить с подвешенными на её концах грузами C₁ и C₂ равной массы m. Груз С₁ удерживается в нижнем положении электромагнитом. На грузы помещаются перегрузки с разными массами (на рис. 1 не показаны)_. Время движения грузов измеряется электронным секундомером 3 с цифровой индикацией 4, который находится на основании 5 прибора. К электронному секундомеру подключены фотоэлектрические датчики 6 и 7. Датчик 7 включает секундомер, а датчик 6 – выключает. На лицевой панели прибора расположены также три клавиши: 10 (сеть) – выключатель сети; 8 (пуск) – отключение электромагнита и запуск секундомера; 9 (сброс) – включение электромагнита и подготовка секундомера к следующему измерению.

ЗАДАНИЕ №1

Цель работы: на машине Атвуда проверить следствие (2) второго закона Ньютона при постоянной движущейся массе. По результатам измерений необходимо определить отношение сил и отношение ускорений. Полученные результаты сравнить. Следствие (2) проверяется при движении системы тел под действием силы тяжести.

При движении системы грузов в подшипниках блока действует сила трения. Её можно компенсировать силой тяжести грузика, добавляемого к грузу C₂, движущемуся вниз. Если после компенсации силы трения на левый и правый грузы положить перегрузки массой m₁ слева и m₂ справа (m₂ > m₁), то они выведут систему из равновесия, и она будет двигаться равноускоренно.

Тогда результирующая сила F₁, сообщающая системе тел ускорение a₁, равна разности сил тяжести, действующих на перегрузки:

F₁ = m₂g – m₁g = (m₂ –m₁)g. (4)

Если переложить перегрузок m₁ с левого груза на правый, то ускорение системы тел a₂ возрастет, и соответствующая результирующая сила будет равна

F₂ = m₂g + m₁g = (m₂ + m₁)g. (5)

Отношение сил X₁ есть

По условиям опыта под действием разных сил F₁ и F₂ система тел проходит равноускоренно одинаковый путь h, поэтому

Отношение ускорений X₂ есть