1. 01. Определение плотности твёрдых тел




Скачать 72.97 Kb.
Название 1. 01. Определение плотности твёрдых тел
Дата публикации 14.03.2016
Размер 72.97 Kb.
Тип Контрольные вопросы
edushk.ru > Информатика > Контрольные вопросы
1.01.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ТВЁРДЫХ ТЕЛ

Цель работы: ознакомление с методами измерений физи­ческих величин и расчетом погрешностей проводимых измерений на примере определения плотности твердого тела.

Задание : определить линейные размеры изучаемого тела, необходимые для расчета его объема, взвесить тело и рассчи­тать его плотность. Оценить погрешности отдельных намерений и точность подученного результата.

Подготовка к выполнению лабораторной работы: изучить основные положения теории ошибок, ознакомиться с измеритель­ным инструментом, используемым в работе.
^

Библиографический список


1. Савельев И.В. Курс общей физики.- М.: Наука, 1982, т.1, гл. 5, § 39.

2. Физический практикум под редакцией Ивероновой В.И.-М.:

физматтив, 1962, Введение.

3. Евтихиев Н.Н., Черкашина А.Г. - Основы статистической теории измерений, - М.:МИРЭА, 1978.

4. Зайдель А.Н.- Ошибки измерений физических величин.- Л.:

Наука, 1974.
^

Контрольные вопросы


1. В чем причина возникновения ошибок при измерениях?

2. Что называют случайной погрешностью?

3. Что называют систематической погрешностью?

4. Как определить погрешность прибора?

5. Какова цель многократных измерений?

6. Как найти абсолютную погрешность отдельного измерения?

7. Что такое средняя квадратичная погрешность?

8. Как оценить погрешность прямого измерения?

9. Что такое относительная погрешность?

10. Как оценить погрешность косвенного измерения?

11. Какова погрешность величин, значение которых дается в виде готового результата ?

12 Как округляют погрешности и окончательный результат?

Для оценки плотности однородного твердого тела необхо­димо знать его объем и массу m . Массу тела можно опреде­лить взвешиванием его на рычажных весах. Объем тела пра­вильной геометрической формы определяют, измеряя его линей­ные параметры.

Таким образом, чтобы узнать плотность тела, необходи­мо провести ряд физических измерений. Под измерением понимается сравнение измеряемой величины с другой величиной, принятой за единицу измерения. Измерения делятся на прямые и косвенные.

При прямых измерениях определяемая величина сравни­вается с единицей измерения непосредственно с помощью из­мерительного прибора, проградуированного в соответствующих единицах. Примерами прямых измерений могут служить измере­ния длин линейкой, промежутков времени секундомером и т.п.

При косвенных измерениях искомое значение величины не измеряется непосредственно, а находится по известной зависи­мости между этой величиной и величинами, полученными при прямых измерениях. К косвенным относятся, например, измере­ния объема или плотности твердых тел, измерение скорости движения тела по измерениям отрезков пути и промежутков времени, измерение удельного сопротивления проволоки и т.д.

Никакая физическая величина не может быть, однако, определена с абсолютной точностью. Другими словами, любое измерение всегда производится с некоторой ошибкой - пог­решностью. Поэтому полученное в результате измерений зна­чение какой-либо величины должно быть записано в виде :

X ± ΔХ , (I)

где ΔХ - абсолютная погрешность измерения, характери­зующая возможное отклонение измеренного значения данной величины от его истинного значения. При этом, поскольку истинное значение остается неизвестным, можно дать лишь приближенную оценку абсолютной погрешности.

Поскольку причины возникновения ошибок бывают самые разные, необходимо классифицировать погрешности. Только тогда возможна их правильная сценка, так как от типа погреш­ностей зависит и способ их вычисления.

Все, что касается погрешностей измерений, можно найти во Введении к настоящему изданию. (Изучить Введение).

Рассмотрим пример расчета Е при определении плот­ности тела, имеющего форму цилиндра. Выражение для плотнос­ти будет тогда иметь следующий вид

, (2)

где D – диаметр основания цилиндра; H – высота цилин­дра. Таким образом, ρ является функцией параметров m, D и H , определяемых прямыми измерениями.

Чтобы найти, прологарифмируем выражение (2) :

(3)

Теперь продифференцируем уравнение (3) слева и справа :

(4)

Так как погрешности отдельных измерений, как правило, не ком­пенсируют друг друга, при этом были заменены знаки “-” на “+”. Наконец, заменяя дифференциалы dm , dH и т.д. приращениями соответствующих величин Δm и ΔH, получим окончательное выражение для относительной ошибки :

(5)

Здесь Δm; ΔH ; ... – абсолютные погрешности, определенные после прямых измерений данных параметров.

Табличные величины (π, g и т.п.), входящие в расчетные формулы могут быть взяты с большой точностью. Тогда связанными с ними погрешностями пренебрегают. При ок­руглении их значений погрешности возрастают и должны быть учтены. Следует учитывать и погрешности параметров, которые в данном эксперименте не измеряются (например, масса гири и т.п.).

Рассчитав относительную погрешность по формуле (5), можно найти абсолютную погрешность измерения плотности:

Δρ = Еρ. (6)

Для правильной записи конечного результата необходимо округлить рассчитанное значение абсолютной погрешности и сам результат измерений. Как правило, точность оценки погреш­ности бывает очень небольшой. Поэтому абсолютная погрешность округляется до одной значащей цифры. Если, однако, эта цифра оказалась единицей, следует оставить две значащие цифры.

Округление конечного результата производится с учетом его погрешности. При этом последняя значащая цифра резуль­тата должна быть того же порока величины (находиться в той же десятичной позиции ), что и погрешность. Если, к примеру, получено, что ρ = 8723,29 кг/м3, а Δρ = 93,27 кг/м3, то правильная запись результата будет выглядеть так :

ρ = (8720 ± 90) кг/м3. Порядок выполнения работы:

1. С помощью штангенциркуля определить линейные размеры исследуемого тела, необходимые для вычисления его объема.

2. С помощью весов и разновесов определить массу тела. Взвешивание производить не менее пяти раз.

3. Все экспериментальные результаты занести в таблицу 2.

Рекомендуется следующий метод взвешивания (метод Менделеева ). На одну чашу весов кладется гиря с массой заведомо большей, чем масса тела, а на другую - разновесы, добиваясь равновесия весов. Затем на чашу с разновесами помещают взвешиваемое тело, а разновесы снимают до тех пор, пока вновь не установится равновесие. Масса снятых гирь будет равна массе тела. Этот метод позволяет исключить систематические погрешности, связанные с неравноплечностью весов и зависимостью их чувствительности от величины нагрузки.

Таблица 2




1

2

3

4

5

Средн. Знач.

Случ. Погр.

Погр. прибора

Xi

















Xср.






ΔXi




















ΔXср.

ΔXпр

Yi
















Yср.






ΔYi




















ΔYср.

ΔYпр


























^

Обработка результатов измерений


1. По полученным экспериментальным данным находят средние значения линейных размеров и массы тела.

2. Определяют абсолютные погрешности отдельных измерений и случайные погрешности проведенных прямых измерений. Результаты расчетов заносят в таблицу

3. Используя средние значения замеренных параметров, вычисляют плотность изучаемого тела.

4. Находят выражение для вселения относительной погрешности измеренной плотности и рассчитывают ее значение.

5. Определяют абсолютную погрешность Δρ. Записывают окончательный результат измерения плотности тела, используя правила округления погрешностей и самой измеряемой величины.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

1. 01. Определение плотности твёрдых тел icon 8. свойства реальных газов, паров, жидкостейи твердых тел
Силы притяжения между молекулами быстро убывают с увеличением расстояния между ними, и при малой плотности газ ведет себя как идеальный....
1. 01. Определение плотности твёрдых тел icon Тема урока : Линейное расширение твердых тел
Воспитательная: положительного отношения к знаниям; воспитание дисциплинированности
1. 01. Определение плотности твёрдых тел icon Тематическое планирование изучения физики по учебнику А. В. Пёрышкина Физика. 7 класс
Три состояния вещества. Различие в молекулярном строении твёрдых тел, жидкостей и газов
1. 01. Определение плотности твёрдых тел icon Воздухоплавание «Легче воздуха»
Воздухоплавание – тема урока в конце изучения раздела физики 7 класса «давление твёрдых тел, жидкостей и газов»
1. 01. Определение плотности твёрдых тел icon Общие правила глава Общая часть (редакция 2002 г.)
Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны
1. 01. Определение плотности твёрдых тел icon Санкт-Петербург тел.: (812) 970-10-66 тел.: (921) 760-59-19
Внести вклад в развитие и процветание Вашей компании, максимально применив свои профессиональные навыки и способности
1. 01. Определение плотности твёрдых тел icon Общественного совета при самарской губернской думе
Тольятти Самарской области, а/я 3517, тел./факс 8(8482) 48-76-80, тел. 8-90-333-13-111
1. 01. Определение плотности твёрдых тел icon Стихи Олега Ермакова Контактные данные автора: моб тел. + 38 (095)...
«Слаб человек, твердит мне он, Забудь о Вечности, ничтожный! Что в мире есть ты? Мотылек! Приляг, усни! Оставь усилья!»
1. 01. Определение плотности твёрдых тел icon Сатурн
Наклон орбиты –2,5 градусов; период обращения вокруг Солнца составляет 29,46 года. Плотность – 690 кг/ Сатурн – единственная планета...
1. 01. Определение плотности твёрдых тел icon V2: 02. Перенос энергии э/м волной (А)
На рисунке показана ориентация векторов напряженности электрического () и магнитного () полей в электромагнитной волне. Вектор плотности...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
edushk.ru
Главная страница