Обработка результатов измерений. Порядок выполнения работы

Порядок выполнения работы

1. Включите установку в сеть.

2. При помощи опорных винтов установите маятник в такое положение, чтобы нить маятника находилась против нулевого деления шкалы 3, а указатель 1 пересекал световой луч фотоэлектрического датчика.

3. Установите и закрепите шкалу 7 углов на отметку 90° и установите с помощью маховика 6 стойку 2 маятника под углами d_i. Значения углов наклона плоскости качения a_i = 90° - d_i указаны в таблице.

4. При заданном угле наклона плоскости отклоните шарик на угол j₀ = 6° и без толчка отпустите. После того как маятник совершит n = 5 полных колебаний, нажмите кнопку “СТОП” и по шкале 3 измерьте визуально угол j_n отклонения маятника.

Таблица

R = 0,1 м; j0 = 6° = 0,104 рад; n = 5
a1 = 65°	a2 = 75°	a3 = 80°
№№	t,с	jn град	№№	t,с	jn град	№№	t,с	jn град
<t> =; <jn> =;	<t> =; <jn> =;	<t> =; <jn> =;
T =	T =	T =

5. Показания миллисекундомера 9 (время полных колебаний t,с) и значения угла j_n занесите в таблицу.

6. Для каждого угла наклона плоскости a_i повторите опыты, проводимые по пунктам 4 и 5 не менее 5 раз, и результаты измерений занесите в таблицу.

ВНИМАНИЕ: после каждого измерения следует нажать кнопку “СБРОС” для установки нуля измерителя.

7. Указанные измерения проделайте для плоских образцов 4 (рис.10), изготовленных из различных материалов (стали, бронзы, латуни, алюминиевого сплава).

1. Выразите (j₀ - j_n) в радианах и по формуле (12), используя данные таблицы, вычислите коэффициент трения качения при различных углах наклона плоскости качения a.

2. Постройте график зависимости коэффициента трения качения от угла наклона a, то есть К = К (tga).

3. Методику расчета абсолютной ошибки при прямых измерениях смотрите в гл.Ι данного пособия. Найдите абсолютные ошибки Dt, Dj_n, Dj₀, Da, DR.

4. Рассчитайте относительную ошибку измерения коэффициента трения качения по формуле

.

5. Вычислите периоды колебаний маятника при различных углах наклона плоскости качения по формуле

,

а абсолютную ошибку по формуле

и результаты вычислений занесите в таблицу: .

6. Постройте график зависимости периода колебаний от угла наклона плоскости качения a, то есть T = T (a), учитывая, что при a = 90° (наклонная плоскость установлена вертикально и шар почти касается плоскости) период колебаний можно вычислить по формуле

.

Контрольные вопросы

1. От каких факторов зависит величина сил трения?

2. Дайте определение внешнего трения.

3. Что такое внутреннее трение?

4. Какие виды внешнего трения Вы знаете?

5. При каких условиях возникают сухое или жидкостное трение?

6. Чему равна сила трения скольжения?

7. Какова размерность коэффициента трения скольжения?

8. Объясните, какие деформации твердого тела называются упругими, пластическими?

9. Чему равен момент силы относительно неподвижной точки?

10. Что такое сила нормального давления и чему она равна в случае горизонтальной поверхности и в случае наклонной поверхности?

11. Чему равна сила трения качения?

12. Какова размерность коэффициента трения качения?

13. Что такое полное колебание и его период?

14. На основании какого закона выводится формула (12) для вычисления коэффициента трения качения?

15. Какие упрощения вводятся при выводе расчетной формулы коэффициента трения качения?

16. Опишите работу данной лабораторной установки.

17. Какое явление используется для автоматической регистрации времени колебаний маятника?

18. Объясните порядок выполнения данной лабораторной работы.

19. Почему нить с шариком следует отклонять от положения равновесия на малые углы?

20. Используя формулу периода колебаний математического маятника, вычислите время одного полного колебания, если длина маятника равна 0,9 м.

21. Маятник (рис.11) длиной L = 1 м и массой m = 0,2 кг отклонили от положения равновесия на угол a = 60°. Найдите изменение потенциальной энергии в момент прохождения шариком положения равновесия. Ускорение свободного падения принять равным g = 10 м/с².

22. Почему происходит уменьшение амплитуды колебаний наклонного маятника?

23. Цилиндр (рис.12) массой 1кг и радиусом 0,4 м пытаются поднять на ступеньку высотой 0,1 м горизонтальной силой F, приложенной к центру С. Найдите момент силы тяжести () и силы относительно точки поворота (т.О).

24. Как изменится коэффициент трения качения, если стальную пластину заменить на алюминиевую?

25. Как зависит период колебаний маятника от угла наклона плоскости качения?

26. Какие виды погрешностей Вы знаете?

27. Назовите виды измерений физических величин.

28. Как вычисляются абсолютные и относительные ошибки при прямых измерениях?

29. Что такое доверительный интервал?

30. Напишите формулу для вычисления относительной погрешности .

* Момент силы относительно оси, проходящей через точку С, численно равен произведению силы на плечо (кратчайшее расстояние между линией действия силы и осью вращения, проходящей через точку С).

* Период колебаний Т (с) - это время одного полного колебания.

Дата добавления: 2014-10-31