книги / Механика
..pdf
|
|
51 |
|
где t ,n – коэффициент Стьюдента; |
n – число измерений. |
||
6. Результат представьте в виде: |
|
||
= < > |
при = … %, |
= … |
( - надежность результатов). |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.Что называется теплоемкостью тела, удельной теплоемкостью вещества, молярной теплоемкостью вещества? В каких единицах измеряются эти величины?
2.Что такое молярная теплоемкость при постоянном объеме (Сv ), при постоянном давлении (Ср )?
3.Какова связь между Ср и Сv ?
4.В чем состоит первое начало термодинамики?
5.Какой процесс называется изохорическим?
6.Какой процесс называется изобарическим?
7.В связи с чем рассматриваются в данной работе изохорический и изобарический процессы?
8.Какой процесс называется адиабатическим?
9.Запишите уравнение Пуассона в переменных Р, V и Р, T.
10.Что происходит с внутренней энергией и температурой газа при адиабатическом расширении его?
11.Опишите устройство прибора и процессы, происходящие с газом
входе выполнения работы.
12.Приведите вывод рабочей формулы.
ЛИТЕРАТУРА
1.Трофимова Т.И. Курс физики: Учебное пособие. -7 изд., испр. - М.: Высшая школа, 2001.- 542 с.
2.Детлаф А.А. Курс физики: Учебное пособие для вузов. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Высшая школа, 1999. – 718 с.
3.Савельев И.В. Курс общей физики. М.: Наука,1988. Т. 1- 3.
4.Лабораторный практикум по физике. Под ред. К.А. Барсукова и Ю.И. Уханова. М.: Высшая школа, 1988.
52
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
|
Предельные погрешности |
Коэффициенты Стьюдента |
|||||
|
некоторых приборов |
|
|
|
t ,n |
|
|
№ |
Приборы |
Значение |
Хпр |
|
0,90 |
0,95 |
0,98 |
п/п |
|
меры |
|
n |
|
|
|
1 |
Линейка |
150, 350, |
0,5 мм |
2 |
6,31 |
12,7 |
31,82 |
|
металлическая |
500 мм |
|
3 |
2,92 |
4,30 |
6,96 |
2 |
Линейка |
200, 400, |
0,5 мм |
4 |
2,35 |
3,18 |
4,54 |
|
деревянная |
500 мм |
|
5 |
2,13 |
2,76 |
3,75 |
3 |
Линейка |
200, 250, |
1мм |
6 |
2,02 |
2,57 |
3,36 |
|
пластмассовая |
300 мм |
|
7 |
1,94 |
2.45 |
3,14 |
4 |
Гири обычные |
1 г, 2 г, 3г |
6, 8, 12 мг |
8 |
1,89 |
2,36 |
3,00 |
5 |
Штангенцир- |
|
|
9 |
1,86 |
2,31 |
2,90 |
|
кули с ценой |
|
|
10 |
1,83 |
2,26 |
2,82 |
|
деления: |
|
0,1 мм |
|
1,65 |
1,96 |
2,34 |
|
0,1 мм |
0-155 мм |
|
|
|
|
|
|
0,05 мм |
0-250 мм |
0,05 мм |
|
|
|
|
6Микрометры с ценой деления
7 |
0,01 мм |
0-50 мм |
4 мкм |
Весы |
до 200 г |
3 миним. |
|
8 |
лабораторные |
|
дел. шкалы |
Секундомеры |
до 30 |
1 миним. |
|
|
механическ. и |
мин |
дел. шкалы |
|
электрические |
|
за 1 оборот |
|
|
|
секундной |
9 |
|
|
стрелки |
Термометры |
до 1000 |
Цена мин. |
|
|
стеклянные |
|
дел.шкалы, |
|
жидкостные |
|
если оно = |
|
|
|
1о,2о,5о и |
|
|
|
удвоенная |
|
|
|
цена, если |
|
|
|
0,2о, 0,5о |
53
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Пример обработки результатов прямого измерения
Измерялась длина l стержня штангенциркуля с ценой деления = 0,1 мм. Полученные данные приведены в нижеследующей таблице (вторая колонка).
|
№ |
l , |
|
|
li - <l>, |
l2 = (li-< l>)2, |
|
|
|
п/п |
мм |
|
мм |
мм2 |
|
|
|
|
1 |
20,8 |
|
|
+0,12 |
0,0144 |
|
|
|
2 |
20,4 |
|
|
-0,28 |
0,0784 |
|
|
|
3 |
20,7 |
|
|
+0,02 |
0,0004 |
|
|
|
4 |
20,9 |
|
|
+0,22 |
0,0484 |
|
|
|
5 |
20,5 |
|
|
-0,18 |
0,0324 |
|
|
|
6 |
20,8 |
|
|
+0,12 |
0,0144 |
|
|
|
|
124,1 |
|
|
|
|
|
|
|
<l> |
20,68 |
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
li = 20,68 мм. |
||
1) Находим li 124,1 мм и среднее значение <l> = |
||||||||
i 1 |
|
|
|
|
|
n |
||
2) Находим (li - <l>), (li -<l>)2 и |
(li - <l>)2 =1884·10-4 мм2. |
|||||||
3) Задаемся надежностью = 0,95 и по таблице (приложение 1) находим
t ,n= 2,57 и |
t , = 1,96. |
|
|
|
|
|
|
4) Вычисляем абсолютную и случайную погрешности |
|
||||||
|
lcл = t ,n |
li2 |
|
2,57 |
1884 10 4 |
0,20 |
мм. |
|
n(n - 1) |
6 5 |
|||||
|
|
|
|
|
|||
5) Устанавливаем предельную погрешность прибора lпр = = 0,1 мм и вычисляем приборную погрешность
lпрст = t , /3 = 1,96/3 0,1 = 0,085 мм.
6) Погрешность округления. Отсчет по нониусу округлялся до целого деления, значит, h = = 0,1 мм, и
lокр = h/2 = 0,95 0,1/2 = 0,048 мм.
7) Полная абсолютная погрешность
54
l = |
lсл2 |
lпр2 lокр2 |
|
0,202 0,00852 0,0482 мм = 0,22 м. |
8) Относительная погрешность
l = l/<l> = 0,22/20,68 = 0,0106 ; |
1,1 %. |
9) Итог: l = (22,7 0,2) мм. 1% при = 0,95.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Пример обработки результатов косвенного измерения
Определялось ускорение свободного падения g с помощью математического маятника. После обработки результатов измерений длины маятника l и периода колебаний Т были получены данные: l = (1,203 0,004)м при = 0,95. Т =(2,21 0,02) с.
Связь между g, l, и Т следующая:
1) |
Вычисляем <g>: <g> = |
|
|
4π2 |
|
l |
4 |
3,142 1,203 |
9,71 м/с2. |
|||||||||||||
|
T > |
2 |
|
|
|
2 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,21 |
|
|
|
|
|
|||
2) |
Т.к. g представляет собой произведение g = 4 2l1T-2, то сначала |
|||||||||||||||||||||
вычисляем относительную ошибку. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
2 |
2 |
|
|
2 |
|
|
Δπ |
2 |
|
|
|
l 2 |
|
T |
2 |
||||||
|
g = 4επ |
εl |
|
4εT |
|
4 |
π |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
< l > |
T > |
|
|||||||
|
0,005 |
2 |
|
|
0,004 2 |
|
0,02 |
|
2 |
|
|
|
= 0,19. |
|||||||||
|
= 4 |
3,14 |
|
|
|
|
4 |
2,21 |
|
= 1,86 10-2 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
1,203 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
3) |
Абсолютная погрешность g = <g> g = 9,71 0,19 = 0,184 м/с2. |
|||||||||||||||||||||
|
Итог: g = (9,71 0,18) м/с2. |
|
2% |
при = 0,95. |
|
|
|
|||||||||||||||
55
Учебное издание
МЕХАНИКА
Методические указания к лабораторному практикуму
Составители:
Барков Ф.Л., Колесниченко В.И., Перминов А.В., Постников В.С., Трунов Г.М.
Издается в авторской редакции
Подписано в печать 4.09.2017. Формат 60×90/16. Усл. печ. л. 3,5. Тираж 50 экз. Заказ № 113а/2017.
Отпечатано в Издательстве Пермского национального исследовательского
политехнического университета.
Адрес: 614000, г. Пермь, Комсомольский пр.,29, к. 115.
Тел. (342) 219-80-33