Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине \"Физика\" для студентов всех специальностей icon

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине "Физика" для студентов всех специальностей




НазваМетодические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине "Физика" для студентов всех специальностей
Сторінка1/5
Дата13.02.2014
Розмір0.65 Mb.
ТипМетодические указания
  1   2   3   4   5


Министерство образования и науки Украины

Национальная металлургическая академия Украины


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ


к выполнению лабораторных работ

по дисциплине “Физика”

для студентов всех специальностей


(Разделы: “Механика”, “Молекулярная физика и

термодинамика”, “Электричество и магнетизм”)


Днепропетровск НМетАУ 2009

Министерство образования и науки Украины

Национальная металлургическая академия Украины


^ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ


к выполнению лабораторных работ

по дисциплине “Физика”

для студентов всех специальностей


(Разделы: “Механика”, “Молекулярная физика и

термодинамика”, “Электричество и магнетизм”)


Утверждено

на заседании кафедры физики

протокол №5 от 15.01.09


Днепропетровск НМетАУ 2009

УДК 539.19(07)


Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине “Физика” для студентов всех специальностей (Разделы: “Механика”, ”Молекулярная физика”, ”Электричество и магнетизм”) / Составители: В.М. Козлов, В.П. Хлынцев, М.А. Янкелевич.– Днепропетровск: НМетАУ, 2009. – 44 с.


В методических указаниях содержатся инструкции к выполнению лабораторных работ по механике, молекулярной физике, электричеству и магнетизму.

Предназначены для студентов всех специальностей.


Составители: В.М. Козлов, д-р. хим.наук, проф.,

В.П. Хлынцев, канд. физ.-мат. наук, доц.

М.А. Янкелевич, ассистент


Ответственный за выпуск С.Л. Кордюк, канд.физ.-мат. наук, доц.

Рецензент А.Е. Проволоцкий, д.т.н., проф. (НМетАУ)


Подписано к печати 12.04.09 Формат 60x84 1/16. Бумага типогр.

Уч.-изд. л. 2,58. Усл. печ. л. 2,56. Тираж 500 экз.


Национальная металлургическая академия Украины,

49600, Днепропетровск-5, пр. Гагарина, 4

^ ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ


Физический практикум и этапы его выполнения

Физический практикум состоит из выполнения лабораторных работ по основным разделам курса общей физики.

Этапы выполнения лабораторных работ:

  1. Предварительная домашняя подготовка. Накануне очередного занятия студент знакомится с инструкцией к данной лабораторной работе. В специально выделенной тетради студент ведёт краткий конспект, обращая внимание на цель работы, приборы и принадлежности, теорию метода измерений физических величин, рабочие формулы.

  2. Допуск к выполнению работы. Чтобы получить допуск к физическому практикуму, студент обязан пройти инструктаж у преподавателя по технике безопасности. Для получения допуска к выполнению лабораторной работы студент должен иметь краткий конспект и ответить в устной или письменной форме на

  3. Выполнение экспериментальной части работы. Получив допуск к выполнению работы, студент должен ознакомиться с приборами и принадлежностями, записать их основные характеристики, при необходимости провести монтаж установки1 и после проверки ее преподавателем приступить к измерениям. Результаты измерений заносятся в рабочую таблицу с указанием единиц измерения. Окончательные результаты прямых измерений показываются преподавателю. После этого установка демонтируется, приборы и принадлежности устанавливаются на прежние места и передаются лаборанту.

  4. Математическая обработка результатов измерений. После выполнения эксперимента студент приступает к математической обработке результатов измерений согласно инструкции.

  5. Получение зачета. Зачет по лабораторной работе принимается при наличии протокола отчета.



^ Краткие сведения по теории погрешностей

Численное значение физической величины определяется путем измерения. Измерить какую-либо физическую величину – значит сравнить ее с другой однородной величиной, принятой за единицу измерения. Измерения бывают прямые и косвенные.

Прямыми называются измерения, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно при помощи отсчета по соответствующему измерительному прибору или путем сравнения с мерой.

Косвенными называются измерения, при которых искомое значение физической величины находят на основании прямых измерений нескольких величин, которые связаны с искомой величиной известной функциональной зависимостью.

Истинное значение физической величины узнать принципиально невозможно, хотя объективно оно существует. За истинное значение принимается величина, отсчитанная по прибору или устройству один раз, или среднее значение нескольких измерений.

При прямых измерениях среднее арифметическое значение некоторой физической величины Xср определяется по формуле:

(1)

По своим свойствам и характеру влияния на результаты измерений погрешности (ошибки) подразделяются на грубые, систематические и случайные.

К грубым погрешностям относятся промахи и просчеты при измерениях или наблюдениях, вызванные невнимательностью экспериментатора, плохой организацией эксперимента и другими причинами.

К систематическим погрешностям относятся погрешности, которые в процессе наблюдения сохраняют свою величину и знак, и не зависят от числа измерений.

Грубые и систематические погрешности необходимо выявлять и исключать из эксперимента. Если нельзя устранить какую-либо сис-

тематическую погрешность, то необходимо вводить соответствую-

щую поправку в результаты измерений.

^ Случайные погрешности – это погрешности, которые приводят к различным результатам измерений, выполненных одним и тем же методом, под влиянием случайных объективных и субъективных причин, которые невозможно предсказать или учесть. При бесконечно большом числе измерений случайные погрешности принимают ряд непрерывных значений. Причем погрешности одинаковой абсолютной величины встречаются одинаково часто, а сама частота появления погрешностей уменьшается с увеличением значения погрешности, т. е. большие погрешности встречаются реже, чем малые.

На практике случайные погрешности оцениваются как абсолютные отклонения от среднего значения искомой величины, или вычисляются как интервалы, в которых они находятся с определенной доверительной вероятностью.

^ Абсолютной случайной погрешностью (ошибкой) измерения ΔХi называется абсолютное значение отклонения отдельного i-того результата измерения Xi от среднего значения Xср :

ΔХi = |Xi - Xср| (2) Абсолютной среднеарифметической погрешностью среднего арифметического результата измерений называется величина, равная

(3)

Если при использовании какого-либо средства измерения искомая величина определяется только один раз, то за среднюю абсолютную погрешность принимается погрешность, указанная на приборе, или вычисленная по классу точности. Если на измерительном устройстве не указаны ни абсолютная приборная погрешность, ни класс точности, то за среднюю абсолютную погрешность принимается погрешность отсчета, равная половине цены наименьшего деления шкалы прибора.

Точность выполненных измерений определяется относительной погрешностью, вычисляемой как отношение абсолютной погрешности к среднему значению искомой величины:

(4)

Обычно относительная погрешность выражается в процентах.

Окончательный результат измерений представляется в виде:

X = Xср ± ΔXср (5)

Более полную и объективную оценку случайной ошибки можно дать по методу Стьюдента. Согласно этому методу, после нахождения значений Xср и ΔХi по формулам (1) и (2), определяется величина средней квадратичной погрешности среднего арифметического SXcp :

(6)

Затем, найдя по таблице 1 коэффициент Стьюдента tα,n , зависящий от числа измерений n и доверительной вероятности α , вычисляется величина погрешности измерения Xα, n по следующей формуле:

Xα, n = tα, n· SXcp (7)


Таблица 1. Коэффициенты Стьюдента


α

n

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0,95

0,997






















3

0,82

1,06

1,4

1,9

2,9

4,3

26

4

0,77

0,98

1,3

1,6

2,4

3,2

10

5

0,74

0,92

1,2

1,5

2,1

2,8

7

8

0,71

0,9

1,1

1,4

1,9

2,4

5

10

0,7

0,88

1,1

1,4

1,8

2,3

4



0,67

0,84

1

1,3

1,6

2

3



Окончательный результат измерений представляется в виде:

X = Xср ± Xα, n (8)

или

Xср – Xα, n X ≤ Xср + Xα, n (9)


При этом обязательно следует указывать единицу измерения данной физической величины и числовые значения α и n . Результат, представленный в виде (8) или (9), означает, что истинное значение измеренной величины X находится в доверительном интервале от Xср - Xα, n до Xср + Xα, n с доверительной вероятностью .

В заключение отметим, что доверительный интервал Xα, n = σ , вычисленный с вероятностью α = 0,7, называется стандартной погрешностью. Доверительные интервалы, найденные для вероятностей 0,95 и 0,997, превышают стандартную погрешность соответственно в 2 и 3 раза. При выполнении лабораторных работ рекомендуется принимать значение α = 0,95.
  1   2   3   4   5

Схожі:

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине \"Физика\" для студентов всех специальностей iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине "Физика" для студентов всех специальностей
Ы: “Колебания и волны”, “Волновая оптика”, “Квантовая оптика”, “Физика твердого тела”
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине \"Физика\" для студентов всех специальностей iconМетодические указания
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине Водоснабжение (для студентов 4 курса всех форм обучения специальности...
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине \"Физика\" для студентов всех специальностей iconМетодические указания к выполнению лабораторного практикума по дисциплине «Коррозия и защита металлов» для студентов всех специальностей
Методические указания к выполнению лабораторного практикума по дисциплине «Коррозия и защита металлов» для студентов всех специальностей....
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине \"Физика\" для студентов всех специальностей iconМетодические указания
Методические указания к выполнению лабораторного практикума по дисциплине «Коррозия и защита металлов» для студентов всех специальностей....
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине \"Физика\" для студентов всех специальностей iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине
Эксплуатация очистных сооружений водопроводно-канализационных систем  (для студентов 5 курсов всех форм обучения специальности 092601...
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине \"Физика\" для студентов всех специальностей iconМетодические указания
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Прикладная гидроэкология» (для студентов 3 курса дневной формы...
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине \"Физика\" для студентов всех специальностей iconГородского хозяйства методические указания
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Языки программирования» (для студентов заочной формы обучения...
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине \"Физика\" для студентов всех специальностей iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Механические свойства и конструкционная прочность металлов» для студентов специальности 090101
Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Механиче­ские свойства и конструкционная прочность металлов» /Составитель...
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине \"Физика\" для студентов всех специальностей iconМинистерство образования и науки украины харьковская национальная академия городского хозяйства методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «вычислительная техника и программирование»
Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Вычислительная техника и программирование», (для студентов 2 курса...
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине \"Физика\" для студентов всех специальностей iconМетодические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине
Методы химического контроля котловой и питательной воды: методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Технология...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи