Общая физика, механика: Методические указания к выполнению лабораторных работ по механике

Министерство экономического развития и торговли

Российской Федерации

            ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ

                 ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САНКТ – ПЕТЕРБУРГСКИЙ ТОРГОВО – ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

                                                         КАФЕДРА ФИЗИКИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторному практикуму по курсу :

«Физика » раздел «Механика»

САНКТ - ПЕТЕРБУРГ

2004

    Составители: А.С. Горшков, С.Н. Дрокин, Е.Н. Перевозников.

Общая физика, механика: Методические указания к выполнению лабораторных работ по механике / СПбТЭИ; Сост.: А.С. Горшков, С.Н. Дрокин, Е.Н. Перевозников.

Пособие соответствует дисциплине: ЕН.Ф.03. Физика направления 655700: «Технология производственных продуктов специального назначения и общественного питания» высшего образования для подготовки инженеров.

Рассмотрены методы экспериментального и теоретического изучения физических явлений, связанных с механическим движением. Содержит краткое изложение теории наблюдаемых явлений, подробное описание практических действий по выполнению работы а также методы статистической обработки результатов измерений.

Предназначены для студентов заочной формы обучения по специальностям: 27.12.00, 35.12.00

     Рецензент: заведующий кафедрой физики Санкт – Петербургского государственного электротехнического университета д.ф–м.н, профессор А.И. Мамыкин.

     Одобрено на заседании кафедры физики 19 октября 2004 г., протокол №3.      

                                           ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

Определение плотности вещества твердого тела

1.  Цель работы: определить плотность вещества твёрдого тела.

2.  Приборы и принадлежности:твёрдое тело в форме прямоугольного параллелепипеда или цилиндра, штангенциркуль, весы.

Приборная таблица.

Прибор	Пределы измерения прибора	Цена деления прибора	Приборная погрешность
1	2	3	4
Весы	0-300 г	0,2 г/дел	0,1 г
Штангенциркуль	0-160 мм	0,1 мм/дел	0,05 мм
……..	0-250 мм	0,05 мм/дел	0,025 мм

3.  Краткая теория: 

                                                                                                 (1)

где - плотность тела, - характеристика вещества из которого изготовлено тело, (кг/м³) ; m – масса тела, - мера его инертности (кг) ; V – объём тела (м³).

Рабочая формула:

-  для цилиндра

                                                                             (2)

где        d – диаметр цилиндра,

    h – высота цилиндра.

-  для прямоугольного параллелепипеда

                                                                                    (3)

где a, b, c – длина, ширина, высота параллелепипеда.

4.Таблица измерений.

Таблица 1. Таблица измеренийдля прямоугольного параллелепипеда.

№	m	Δ m	a	Δa	b	[P1] Δ b	c	Δ c
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1
2
3
Ср.

  Таблица 2. Таблица измерений для цилиндра.

№	m	Δm	d	Δd	h	[P2] Δ h
1	2	3	4	5	6	7
1
2
3
Ср.

Алгоритм обработки результатов измерений.

1.  Записать результаты измерений в таблицу:

-  измерить 3 раза массу тела m (заполнить столбец 2 таблиц);

-  измерить 3 раза геометрические размеры тела (для прямоугольного параллелепипеда заполнить столбцы 4, 6, 8 таблицы 1, для цилиндра заполнить столбцы 4,6 таблицы 2). 

2. Оценить результаты измерений на наличие промахов.

    Если среди результатов измерений, есть числа, значительно отличающие от значений основной массы (более чем на 50%), то их исключают из последующего анализа.

3. Определить среднее значение измеряемой величины по формуле 

                                      =  .

4. Определить погрешности отдельных измерений и  записать их в таблицу (для прямоугольного параллелепипеда заполнить столбцы 3, 5, 7, 9 таблицы 1, для цилиндра заполнить столбцы 3, 5, 7 таблицы 2):

5. Определить среднюю случайную погрешность

 =/n

6. Определить полную  погрешность прямых измерений:

=+,

где  - приборная погрешность.

7. Округлить результаты прямых измерений

   ср.

8.Определить относительную погрешность косвенно измеряемой физической величины по формуле

E (А)=         

9. Определить абсолютную погрешность                                                                                                         

10. Округлить результат измерения и записать ответ в виде

 единица измерения.

  Правила округления и запись результатов измерений.

1. Все предварительные расчеты осуществляются с точностью не         

    менее трех значащих цифр;

2. Первой округляется абсолютная погрешность до двух значащих

    цифр, если первая значащая цифра не более двух. В противном

    случае до одной значащей цифры.

3.  После округления погрешности округляется результат таким

    образом, чтобы наименьшие порядки округления результата

    и погрешности совпадали.

 Например:  =4.785     =0,162              ед. измер.                       

                                                                        Þ

                     =7.351    =0,42 6                   ед. измер.

Окончательный ответ записывается в виде: