К каждой работе в достаточном объеме представлено теоретическое введение, указан порядок выполнения работы и даны контрольные вопросы. <...> Определение плотности жидкости и твердых тел методом гидростатического взвешивания с помощью торсионных весов. <...> Определение момента инерции махового колеса и силы трения в опоре динамическим методом. <...> Определение момента инерции махового колеса методом колебаний. <...> Определение момента инерции и проверка теоремы Штейнера методом крутильных колебаний. <...> Определение скорости полета «снаряда» и определение моментов инерции тел (унифилярный подвес с пушкой). <...> Определение момента инерции тела методом крутильных колебаний. <...> При косвенных измерениях искомая величина определяется (вычисляется) из результатов прямых измерений других величин, которые связаны с измеряемой величиной определенной функциональной зависимостью. <...> В случаях, когда на приборе не указан класс точности, абсолютная погрешность принимается равной половине цены наименьшего деления или целому делению для приборов со скачущей стрелкой или указателем (например секундомер). <...> Оценка погрешностей при косвенных измерениях В тех случаях, когда физическая величина не может быть измерена непосредственно, прибегают к косвенным измерениям. <...> В этом случае средняя абсолютная ошибка AN может быть найдена по правилам дифференцирования, если значок дифференциала d заменить значком ошибки A и выбрать знаки таким образом, чтобы величина ошибки была максимальной, т. е. 15 Az 8z 8z . <...> = —Ax + Относительная ошибка равна: E = — = z 1 z — Ax +----Ay 8x 8y 8z 8z 8x 8y -----Ay \ (1.1.13) Отсюда видно, что правая часть выражения (7) можно найти как дифференциал натурального логарифма \ 1 , 1 8z 8z d (ln z ) = — dz = — — dx + z z l 8x 8y ---- dy (1.1.14) Таким образом, относительная ошибка результата косвенных измерений равна полному дифференциалу натурального логарифма функции, определяющей зависимость данной величины от измеряемых величин. <...> При вычислении надо брать сумму абсолютных <...>
Лабораторный_практикум_по_механике.pdf
УДК 372.853
ББК 74.262.26
Ц 946
Утверждено к печати
редакционно-издательским советом
Бурятского государственного университета
Рецензенты
Д. С. Сандитов, доктор физико-математических наук,
профессор кафедры общей физики
Бурятского государственного университета
С. Р. Самбуева, кандидат химических наук,
доцент кафедры «Физико-математические дисциплины»
Бурятской государственной сельскохозяйственной академии
им. В. Р. Филиппова
Цыдыпов Ш. Б.
Ц 946 Лабораторный практикум по механике: учебно-методическое
пособие / Ш. Б. Цыдыпов, А. А. Машанов. —
Улан-Удэ: Изд-во Бурятского госуниверситета, 2015. — 110 с.
ISBN 978-5-9793-0795-4
Учебно-методическое пособие включает в себя подробное описание
лабораторных работ по курсу «Механика». В пособии изложен
теоретический материал, касающийся методов обработки результатов
измерений. К каждой работе в достаточном объеме представлено
теоретическое введение, указан порядок выполнения работы
и даны контрольные вопросы. Пособие может быть полезным
при самостоятельной работе студентов дневной и заочной форм
обучения.
При составлении учебно-методического пособия за основу приняты
основные положения федерального государственного образовательного
стандарта (ФГОС) бакалавров по направлениям подготовки
03.03.02 Физика, 09.03.02 Информационные системы и комплексы.
УДК
372.853
ББК 74.262.26
ISBN 978-5-9793-0795-4
© Бурятский госуниверситет, 2015
Стр.4
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение....................................................................................... 5
Глава 1. ВВЕДЕНИЕ В ПРАКТИКУМ
1.1. Измерение физических величин и классификация
погрешностей.......................................................................... 8
1.2. Классы точности приборов.................................................... 10
1.3. Оценка точности многократных, прямых измерений....... 10
1.4. Оценка погрешностей при косвенных измерениях........... 15
1.5. Правила вычисления погрешности...................................... 17
1.6. О построении графиков......................................................... 18
1.7. Выполнение работы и оформление отчета......................... 18
Глава 2. ВВОДНЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
Работа № 1. Измерение времени. Обработка результатов
многократных, прямых измерений времени............................ 20
Работа № 2. Измерение линейных и угловых величин........... 24
Работа № 3. Измерения массы. Определение плотности
жидкости и твердых тел методом гидростатического взвешивания
с помощью торсионных весов.............................
31
Работа № 4. Измерение объемов и плотности жидкостей,
твердых тел методом пикнометра............................................. 39
Глава 3. ДИНАМИКА АБСОЛЮТНО ТВЕРДОГО ТЕЛА
Работа № 5. Изучение прямолинейного движения
с помощью машины Атвуда......................................................... 43
Работа № 6. Изучение законов динамики вращательного
движения на примере маятника Обербека................................ 49
Работа № 7. Определение момента инерции махового колеса
и силы трения в опоре динамическим методом....................... 52
Работа № 8. Определение момента инерции махового колеса
методом колебаний...................................................................... 54
Работа № 9. Определение момента инерции и проверка
теоремы Штейнера методом крутильных колебаний............. 57
Стр.5
Работа № 21. Определение скорости полета «снаряда»
и определение моментов инерции тел (унифилярный подвес
с пушкой)........................................................................................ 60
Работа № 22. Исследование гироскопа...................................... 66
Работа № 24. Изучение свободного и несвободного падения
тел................................................................................................... 72
Глава 4. МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ
Работа № 11. Исследование физического маятника.................. 80
Работа № 12. Определение ускорения свободного падения
с помощью физического маятника............................................. 83
Работа № 13. Определение момента инерции тела
методом крутильных колебаний................................................. 85
Работа № 14. Исследование затухающего осциллятора
(затухающие крутильные колебания)........................................ 88
Глава 5. СИЛЫ ТРЕНИЯ
Работа № 15. Определение коэффициента трения
скольжения различных материалов по поверхности................ 92
Глава 6. УПРУГИЕ ДЕФОРМАЦИИ
Работа № 16. Определение модуля Юнга.................................. 98
Глава 7. УПРУГИЕ ВОЛНЫ
Работа № 17. Определение скорости звука методом
резонанса....................................................................................... 102
Работа № 23. Определение зависимости скорости звука
в воздухе от температуры резонансным методом................. 105
Заключение
109
Стр.6