Физика \ Измерительный практикум

Измерение скорости звука в твёрдых средах, страница 2

№	Медь			Латунь			Дюраль
№	Амплитуда, В	70%	Время	Амплитуда, В	70%	Время	Амплитуда, В	70%	Время
1	14	9,8	156	15,6	10,9	162	9,8	6,86	97
2	14,6	10,2	155	17,7	12,4	163	15,6	10,92	97
3	17,6	12,3	156	20,6	14,4	162	18,6	13,02	96
4	18	12,6	155	24,7	17,3	162	19,6	13,72	97
5	18,4	12,9	155	25	17,5	162	26	18,2	96
6	20,6	14,4	156	25,6	17,9	164	26,8	18,76	96
7	23,4	16,4	155	25,8	18,1	163	27,2	19,04	97
8	24,8	17,4	156	28,2	19,7	163	31,4	21,98	97
9	25,2	17,6	156	35,6	24,9	164	40	28	97
10	35,8	25,1	155	45,6	31,9	162	45	31,5	96
Среднее время, t_ср	155,5			162,7			96,6
Длина стержня, см	60			50			50

Примечание: семидесятипроцентное значение амплитуды напряжения не может быть определено точнее, чем определено само это значение. Поэтому его следует округлять до последней верной цифры измеренного значения амплитуды (без учёта погрешности, разумеется).

Таблица 2. Среднеквадратичное отклонение времени прохождения волны.

Число измерений	Медь	Латунь	Дюраль
Число измерений	Медь	Латунь	Дюраль
2	0,707107	0,707107	0
3	0,577350	0,577350	0,577350
4	0,577350	0,500000	0,500000
5	0,547723	0,447214	0,547723
6	0,547723	0,836660	0,547723
7	0,500000	0,786796	0,534522
8	0,534522	0,744024	0,517549
9	0,527046	0,833333	0,500000
10	0,527046	0,823273	0,516398

Рис. 2.. Среднеквадратичное отклонение времени прохождения волны.

Из графика видно, что проведение более десяти измерений нецелесообразно, так как значение среднеквадратичного отклонения времени прохождения волны стабилизировалось. Именно поэтому я делаю десять измерений.

3. Анализ результатов измерений

3.1 Обработка результатов

Среднее значение скорости звука в стержнях нахожу по формуле:

Погрешность вычисленного значения скорости найдём по формуле:

, где , .

- абсолютная погрешность измерения длины стержня, - абсолютная погрешность измерения времени прохождения волны. В нашем случае . Абсолютную погрешность измерения времени найдём по формуле:

– коэффициент Стьюдента для вероятности 99,73% и десяти измерений, - среднеквадратичное отклонение времени прохождения волны (выположенное).

3.2 Оценка погрешностей

Таблица 3. Расчёт погрешностей по приведённым в 3.1 формулам.

1 2 3 4 5

Скачать файл