Изучение измерительных приборов 0м

Изучение измерительных приборов 0м

1. Природа и виды погрешностей. Что называется прямыми и косвенными измерениями? Для всех видов погрешностей дать определение. Для систематических − указать два вида этих погрешностей. Для случайных − указать четыре причины возникновения этих погрешностей. С какими видами погрешностей столкнулись вы в своей лабораторной работе? (объяснить свои записи в тетради).

2. Абсолютная и относительная погрешности измерений. Закон распределения Гаусса и функция распределения Стьюдента. Среднее квадратичное отклонение s.

3. Вычисление случайных погрешностей прямых измерений (при малом и большом числе измерений). Оценка надежности результата. Дать определения следующим понятиям: доверительная вероятность Р, коэффициент надежности a, доверительный интервал.

4. Вычисление случайных погрешностей косвенных измерений. Привести пример вывода абсолютной и относительной погрешности косвенных измерений (объема детали, момента инерции диска). (Примечание: примеры выводов формул приводятся в методических указаниях к данной лабораторной работе).

5. Устройство и принцип работы штангенциркуля и микрометра, их абсолютные погрешности измерений. Продемонстрировать умение пользоваться приборами (снимать показания).

 

Критерии оценки:

оценка «зачтено» выставляется студенту, если студент ответил на все поставленные вопросы и подготовил по ним конспект;

оценка «не зачтено» выставляется студенту, если студент не ответил на все поставленные вопросы и (или) не подготовил по ним конспект.

 

Изучение законов динамики поступательного движения 41м.

1. Инерциальные и неинерциальные системы. Первый закон Ньютона.

2. Консервативные и неконсервативные силы. Второй и третий законы Ньютона.

3. Импульс силы, импульс тела (количество движения). Второй закон Ньютона в импульсной форме.

4. Замкнутые механические системы. Закон сохранения импульса.

5. Виды механической энергии. Закон сохранения энергии.

6. Упругий и неупругий удары. Умение решать задачи на законы сохранения энергии и импульса.

Пример.

Два тела массами m₁ = 1 кг и m₂ = 2 кг движутся по гладкой горизонтальной поверхности во взаимно перпендикулярных направлениях со скоростями v₁ = 10 м/с и v₂ = 15 м/с соответственно. После соударения первое тело остановилось. Какое количество теплоты выделится при ударе?

Дано: Решение

m₁ = 1 кг Поверхность гладкая, значит на систему тел m₁ и m₂ в горизонтальном

m₂ = 2 кг направлении внешние силы не действуют и можно воспользоваться за-

v₁ = 10 м/с коном сохранения импульса:

v₂ = 15 м/с , (1)

v´₁ = 0 где v – скорость второго тела после удара.

_________ Введем оси x и y, как указано на рисунке и спроецируем на них данное

Q -? векторное уравнение:

OX) m₁v₁ = m₂v_x (2)

OY) m₂v₂ = m₂v_y, (3)

где v_x и v_y проекции неизвестной скорости .

Найдем их:

; (4,5)

Количество теплоты, которое выделится при ударе будет опреде-ляться как разность кинетической энергии системы тел до удара и после удара:

(6)

ж

Ответ: при ударе выделилось 25 Дж теплоты.

 

Дано: Решение

ρ_м = 1030 кг/м³ Расставим все силы, действующие на всплывающий жировой

ρ_сл = 900 кг/м³ шарик: сила тяжести (направлена вниз), сила Архимеда (нап-

t = 21600 с равлена вверх), сила Стокса (направлена вниз). На рисунке по-

η = 1,8·10^-3 Па·с кажем также вектор скорости и ось у (направлена вверх).

_____________ По второму закону Ньютона в проекции на ось у сумма всех сил,

s -? действующих на тело, равна нулю (движение шарика равномер-ное, ускорение равно нулю):

ОY) F_А − mg − F_С = 0

Массу можно представить в виде произведения плотности на объем:

m = ρ·V

Объем шарика:

V = 4·π·r³/3

Отсюда, сила тяжести равна:

mg = ρ_сл·g·4·π·r³/3

Выталкивающая сила (сила Архимеда):

F_А = m_мg = ρ_м·g·4·π·r³/3

Сила Стокса:

F_С = 6·π·η· r·v

Подставляем все выражения в первую формулу:

6·π·η· r·v = ρ_м·g·4·π·r³/3 − ρ_сл·g·4·π·r³/3

Путь, который пройдет шарик равен:

s = v·t

6·π·η· r· s/ t = g·4·π·r³ (ρ_м − ρ_сл)/3

Отсюда выражаем s:

s = (2·g·r²·t (ρ_м − ρ_сл) /9·η)

s = (2·9,8·9·10^-12·21600 (1030 − 900) /9·1,8·10^-3) ≈ 0,03 м = 3 см.

Ответ: s = 3 см.

 

Дано: Решение

Т = 410 К Среднюю энергию поступательного движения молекул азота

найдем по теореме Больцмана:

_____________ Е_кср = i·k·T/2,

Е_кср -? где i − число степеней свободы молекул азота.

Число степеней свободы поступательного движения молекул азота равно 3:

i = n_пост = 3

k = 1,38·10^-23 Дж/К − постоянная Больцмана.

Е_кср = 3·1,38·10^-23·410/2 = 848,7·10^-23 = 84,87×10^-22 Дж.

 

Ответ: Е_кср = 84,87×10^-22 Дж.

 

Градуировка термопары

Решить задачу.

Пример. Определить температуру почвы, в которую помещена термопара железо - константан с постоянной а = 50 мкВ/С°,если стрелка включенного в цепь термопары гальванометра с ценой деления 1 мкА и сопротивлением r = 12 Омотклоняется на 40 делений. Второй спай термопары погружен в тающий лед. Сопротивлением термопары пренебречь.

Дано: Решение

α = 50·10^-6 В/С° Термо-ЭДС находится по формуле:

C = 10^-6 А ε = α·ΔT

r = 12 Ом Отсюда: T₁ = (T₂·α + ε)/ α

N = 40 дел ЭДС найдем по закону Ома для участка цепи:

T₂ = 0 C° ε = I·r

____________ Ток в цепи равен:

T₁ -? I = C·N

Тогда: ε = C·N·r → T₁ = (T₂·α + C·N·r)/α

T₁ = (40·12·10^-6)/ 50·10^-6 = 9,6 C°.

 

Ответ: T₁ = 9,6 C°.

 

Дано: Решение

t = 600 с По определению интенсивность равна:

λ = 632·10^-9 м J = W/s·t (1)

J = 250 Вт/м² Отсюда: W = J·s·t (2)

s = 4·10^-6 м² Полная энергия:

____________ W = N·E, (3)

N -? где N − число фотонов,

E = h·ν = h·c/λ − энергия одного фотона.

Подставляем формулу (3) в формулу (2) и выражаем N:

N = J·s·t·λ/h·c (4)

N = (250·4·10^-6·600·632·10^-9)/6,63·10^-34·3·10⁸ ≈ 191·10¹⁶

 

Ответ: N = 191·10¹⁶.

 

Изучение измерительных приборов 0м

1. Природа и виды погрешностей. Что называется прямыми и косвенными измерениями? Для всех видов погрешностей дать определение. Для систематических − указать два вида этих погрешностей. Для случайных − указать четыре причины возникновения этих погрешностей. С какими видами погрешностей столкнулись вы в своей лабораторной работе? (объяснить свои записи в тетради).

2. Абсолютная и относительная погрешности измерений. Закон распределения Гаусса и функция распределения Стьюдента. Среднее квадратичное отклонение s.

3. Вычисление случайных погрешностей прямых измерений (при малом и большом числе измерений). Оценка надежности результата. Дать определения следующим понятиям: доверительная вероятность Р, коэффициент надежности a, доверительный интервал.

4. Вычисление случайных погрешностей косвенных измерений. Привести пример вывода абсолютной и относительной погрешности косвенных измерений (объема детали, момента инерции диска). (Примечание: примеры выводов формул приводятся в методических указаниях к данной лабораторной работе).

5. Устройство и принцип работы штангенциркуля и микрометра, их абсолютные погрешности измерений. Продемонстрировать умение пользоваться приборами (снимать показания).

 

Критерии оценки:

оценка «зачтено» выставляется студенту, если студент ответил на все поставленные вопросы и подготовил по ним конспект;

оценка «не зачтено» выставляется студенту, если студент не ответил на все поставленные вопросы и (или) не подготовил по ним конспект.