Проверка основного закона динамики вращательного движения на маятнике Обербека 1 страница

Иркутский государственный технический университет

 

Общая физика

 

Механика

Молекулярная физика

Термодинамика

 

Методические разработки по контролю знаний

Теоретического материала в лабораторных работах

 

 

Издательство

Иркутского государственного технического университета

 

 

Общая физика. Механика. молекулярная физика. термодинамика: Методические разработки по контролю знаний теоретического материала в лабораторных работах /Составители: Т.В. Шинкова, Г.Г. Рябцева, Т.А. Шигорова. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009. – 84с.

 

 

содержат вопросы и тестовые задания по курсу общей физики в соответствии с действующими учебными программами по разделам: механика, молекулярная физика и термодинамика.

Предназначены для студентов инженерных специальностей технических вузов направлений 550000 «Технические науки», 540000 «Профессиональное обучение».

 

Рецензенты: канд. физ.-мат.- наук, доцент каф. электроники твердого тела ИГУ Скоробогатова Л.А.;

канд. физ.-мат. наук, доцент каф. физики ИГУ Дорохова В.В.

 

 

Оглавление

1. Математическая обработка результатов эксперимента…………...
2. Механика
Лабораторная работа 2.1... Проверка основного закона динамики вращательного движения на маятнике Обербека…………………………..………
Лабораторная работа 2.2.Определение момента инерции махового колеса динамическим методом……………………………………………...
Лабораторная работа 2.3. Определение момента инерции твердого тела методом колебаний……..……………………………………………………..
Лабораторная работа 3.1. Определение скорости полета пули с помощью баллистического маятника…………………………..…………...……..
Лабораторная работа. Определение скорости полета пулис помощью физического маятника…………………………………………………..
Лабораторная работа 4.1. Определение модуля Юнга из растяжения проволоки на приборе Лермантова…………………………………..............
Лабораторная работа 4.2. Определение модулей сдвига и кручения методом крутильных колебаний…………………………………..………..…...
Лабораторная работа 5.1. Определение ускорения свободного падения методом катающегося шарика………………………………………………..
Лабораторная работа 5.2. Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника…………………………….………….
Лабораторная работа 5.3. Определение параметров физического маятника…………………………………………………………………………..
Лабораторная работа 6. Изучение затухающих колебаний………..……
3. Молекулярная физика. Термодинамика
Лабораторная работа 7. Определение постоянной Больцмана………....
Лабораторная работа. Определение универсальной газовой постоянной...................................................................................................................
Лабораторная работа 12. Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости………………………………………………………
Лабораторная работа 13-1. Определение динамического коэффициента вязкости методом пуазейля……………………………………………..
Лабораторная работа 13-2. Определение динамического коэффициента вязкости методом Стокса………………………………………………..
Лабораторная работа. Определение средней длины свободного пробега и эффективного диаметра молекул воздуха…………………..………..
Лабораторная работа. Определение коэффициента теплопроводности твердых тел………………………………………………………...……...
Лабораторная работа 9, 10. Определение отношения теплоемкостей газов ……………………...................................................................................
Лабораторная работа 11. Определение изменения энтропии при изохорическом процессе в газе……………………………………………………..
Библиографический список……………………………………………..

 

 

Математическая обработка

Результатов измерений

Вариант 1

1. Какие измерения называются прямыми,косвенными? Приведите примеры.

2. Что называется случайной погрешностью? Чем она может быть обусловлена?

Рассчитайте случайную погрешность, если в эксперименте по определению некоторой физической величины а получены следующие её значения:

4,35; 4,40; 4,36.

От каких параметров зависит коэффициент Стьюдента? Что называется доверительной вероятностью, доверительным интервалом?

3. Какая погрешность называется систематической? Как она рассчитывается при использовании приборов:

а) имеющих класс точности;

б) не имеющих класса точности?

Определите цену деления и рассчитайте систематическую погрешность для линейки, изображенной на рис.1.1.

4. Рассчитайте полную абсолютную погрешность, если при обработке результатов эксперимента были получены значения:

случайная погрешность D a _сл = 5,65×10³;

систематическая погрешность D a _сист = 1,5×10² .

5. Как рассчитывается среднее значение искомой величины при косвенных измерениях?

Для косвенно измеренной величины g выведите формулы расчета абсолютной и относительной погрешностей. Воспользуйтесь как методом частных производных, так и методом логарифмирования:

; .

6. Запишите окончательный результат по выполненной работе, если в эксперименте рассчитано среднее значение ускорения свободного падения = 9,83256 м/с², а полная абсолютная погрешность составила Dg = 0,25 м/с².

Примечание. Результат измерений представьте в виде:

Учитывайте правила округления.

 

Вариант 2

1. Какие измерения называются прямыми,косвенными? Приведите примеры.

2. Что называется случайной погрешностью? Чем она может быть обусловлена?

Рассчитайте случайную погрешность, если в эксперименте по определению некоторой физической величины а получены следующие её значения:

11,51; 11,09; 11,28.

От каких параметров зависит коэффициент Стьюдента? Что называется доверительной вероятностью, доверительным интервалом?

3. Какая погрешность называется систематической? Как она рассчитывается при использовании приборов:

а) имеющих класс точности;

б) не имеющих класса точности?

Определите цену деления и рассчитайте систематическую погрешность для миллиамперметра, изображенного на рис. 1.2, если его класс точности g = 0,5.

4. Рассчитайте полную абсолютную погрешность, если при обработке результатов эксперимента были получены значения:

случайная погрешность D a _сл = 0,567;

систематическая погрешность D a _сист = 0,05 .

5. Как рассчитывается среднее значение искомой величины при косвенных измерениях?

Для косвенно измеренной величины R выведите формулы расчета абсолютной и относительной погрешностей. Воспользуйтесь как методом частных производных, так и методом логарифмирования:

; .

6. Запишите окончательный результат по выполненной работе, если в эксперименте рассчитано среднее значение скорости пули = 4,456 м/с, а полная абсолютная погрешность составила D v = 0,07 м/с.

Примечание. Результат измерений представьте в виде:

Учитывайте правила округления.

Вариант 3

1. Какие измерения называются прямыми,косвенными? Приведите примеры.

2. Что называется случайной погрешностью? Чем она может быть обусловлена?

Рассчитайте случайную погрешность, если в эксперименте по определению некоторой физической величины а получены следующие её значения:

1,01; 1,02; 0,99.

От каких параметров зависит коэффициент Стьюдента? Что называется доверительной вероятностью, доверительным интервалом?

3. Какая погрешность называется систематической? Как она рассчитывается при использовании приборов:

а) имеющих класс точности;

б) не имеющих класса точности?

Определите цену деления и рассчитайте систематическую погрешность для миллиамперметра, изображенного на рис. 1.3, если его класс точности g = 0,5.

4. Рассчитайте полную абсолютную погрешность, если при обработке результатов эксперимента были получены значения:

случайная погрешность D a _сл = 3,21;

систематическая погрешность D a _сист = 0,5 .

5. Как рассчитывается среднее значение искомой величины при косвенных измерениях?

Для косвенно измеренной величины h выведите формулы расчета абсолютной и относительной погрешностей. Воспользуйтесь как методом частных производных, так и методом логарифмирования:

; .

6. Запишите окончательный результат по выполненной работе, если в эксперименте рассчитано среднее значение момента инерции = 0,031 кг×м², а полная абсолютная погрешность составила D I = 0,0025 м/с².

Примечание. Результат измерений представьте в виде:

Учитывайте правила округления.

Вариант 4

1. Какие измерения называются прямыми,косвенными? Приведите примеры.

2. Что называется случайной погрешностью? Чем она может быть обусловлена?

Рассчитайте случайную погрешность, если в эксперименте по определению некоторой физической величины а получены следующие её значения:

2,21; 2,56; 2,36.

От каких параметров зависит коэффициент Стьюдента? Что называется доверительной вероятностью, доверительным интервалом?

3. Какая погрешность называется систематической? Как она рассчитывается при использовании приборов:

а) имеющих класса точности;

б) не имеющих класс точности?

Определите цену деления и рассчитайте систематическую погрешность для миллиамперметра, изображенного на рис. 1.4, если его класс точности g = 0,5.

4. Рассчитайте полную абсолютную погрешность, если при обработке результатов эксперимента были получены значения:

случайная погрешность D a _сл = 0,028;

систематическая погрешность D a _сист = 0,005.

5. Как рассчитывается среднее значение искомой величины при косвенных измерениях?

Для косвенно измеренной величины h выведите формулы расчета абсолютной и относительной погрешностей. Воспользуйтесь как методом частных производных, так и методом логарифмирования:

; .

6. Запишите окончательный результат по выполненной работе, если в эксперименте рассчитано среднее значение модуля сдвига = 8,12256×10¹⁰ Па, а полная абсолютная погрешность составила D G = 3,57×10⁹ Па.

Примечание. Результат измерений представьте в виде:

Учитывайте правила округления.

Вариант 5

1. Какие измерения называются прямыми,косвенными? Приведите примеры.

2. Что называется случайной погрешностью? Чем она может быть обусловлена?

Рассчитайте случайную погрешность, если в эксперименте по определению некоторой физической величины а получены следующие её значения:

3,39; 3,40; 3,28.

От каких параметров зависит коэффициент Стьюдента? Что называется доверительной вероятностью, доверительным интервалом?

3. Какая погрешность называется систематической? Как она рассчитывается при использовании приборов:

а) имеющих класс точности;

б) не имеющих класса точности?

Определите цену деления и рассчитайте систематическую погрешность для миллиамперметра, изображенного на рис. 1.5, если его класс точности g = 0,5.

4. Рассчитайте полную абсолютную погрешность, если при обработке результатов эксперимента были получены значения:

случайная погрешность D a _сл = 3,25;

систематическая погрешность D a _сист = 0,5 .

5. Как рассчитывается среднее значение искомой величины при косвенных измерениях?

Для косвенно измеренной величины выведите формулы расчета абсолютной и относительной погрешностей. Воспользуйтесь как методом частных производных, так и методом логарифмирования:

; .

6. Запишите окончательный результат по выполненной работе, если в эксперименте рассчитано среднее значение плотности жидкости = 983,25 кг/м³ . а полная абсолютная погрешность составила Dr = 37,8963кг/м³.

Примечание. Результат измерений представьте в виде:

Учитывайте правила округления.

Вариант 6

1. Какие измерения называются прямыми,косвенными? Приведите примеры.

2. Что называется случайной погрешностью? Чем она может быть обусловлена?

Рассчитайте случайную погрешность, если в эксперименте по определению некоторой физической величины а получены следующие её значения:

5,11; 5,22; 5,18.

От каких параметров зависит коэффициент Стьюдента? Что называется доверительной вероятностью, доверительным интервалом?

3. Какая погрешность называется систематической? Как она рассчитывается при использовании приборов:

а) имеющих класс точности;

б) не имеющих класса точности?

Определите цену деления и рассчитайте систематическую погрешность для линейки, изображенной на рис. 1.6.

4. Рассчитайте полную абсолютную погрешность, если при обработке результатов эксперимента были получены значения:

случайная погрешность D a _сл = 8,93;

систематическая погрешность D a _сист = 0,5 .

5. Как рассчитывается среднее значение искомой величины при косвенных измерениях?

Для косвенно измеренной величины S выведите формулы расчета абсолютной и относительной погрешностей. Воспользуйтесь как методом частных производных, так и методом логарифмирования:

; .

6. Запишите окончательный результат по выполненной работе, если в эксперименте рассчитано среднее значение радиуса вала = 0,00165 м, а полная абсолютная погрешность составила D r = 0,0005 м.

Примечание. Результат измерений представьте в виде:

Учитывайте правила округления.

Вариант 7

1. Какие измерения называются прямыми,косвенными? Приведите примеры.

2. Что называется случайной погрешностью? Чем она может быть обусловлена?

Рассчитайте случайную погрешность, если в эксперименте по определению некоторой физической величины а получены следующие её значения:

6,02; 6,07; 6,09.

От каких параметров зависит коэффициент Стьюдента? Что называется доверительной вероятностью, доверительным интервалом?

3. Какая погрешность называется систематической? Как она рассчитывается при использовании приборов:

а) имеющих класс точности;

б) не имеющих класса точности?

Определите цену деления и рассчитайте систематическую погрешность для миллиамперметра, изображенного на рис. 1.7, если его класс точности g = 0,5.

4. Рассчитайте полную абсолютную погрешность, если при обработке результатов эксперимента были получены значения:

случайная погрешность D a _сл = 0,025;

систематическая погрешность D a _сист = 0,0005 .

5. Как рассчитывается среднее значение искомой величины при косвенных измерениях?

Для косвенно измеренной величины v выведите формулы расчета абсолютной и относительной погрешностей. Воспользуйтесь как методом частных производных, так и методом логарифмирования:

; .

6. Запишите окончательный результат по выполненной работе, если в эксперименте рассчитано среднее значение плотности вещества = = 1,217 ×10³ кг/м³, а полная абсолютная погрешность составила Dr = 46 кг/м³.

Примечание. Результат измерений представьте в виде:

Учитывайте правила округления.

Вариант 8

1. Какие измерения называются прямыми,косвенными? Приведите примеры.

2. Что называется случайной погрешностью? Чем она может быть обусловлена?

Рассчитайте случайную погрешность, если в эксперименте по определению некоторой физической величины а получены следующие её значения:

7,32; 7,29; 7,36.

От каких параметров зависит коэффициент Стьюдента? Что называется доверительной вероятностью, доверительным интервалом?

3. Какая погрешность называется систематической? Как она рассчитывается при использовании приборов:

а) имеющих класс точности;

б) не имеющих класса точности?

Определите цену деления и рассчитайте систематическую погрешность для миллиамперметра, изображенного на рис. 1.8, если его класс точности g = 0,5.

4. Рассчитайте полную абсолютную погрешность, если при обработке результатов эксперимента были получены значения:

случайная погрешность D a _сл = 2,98;

систематическая погрешность D a _сист = 0,5 .

5. Как рассчитывается среднее значение искомой величины при косвенных измерениях?

Для косвенно измеренной величины g выведите формулы расчета абсолютной и относительной погрешностей. Воспользуйтесь как методом частных производных, так и методом логарифмирования:

; .

6. Запишите окончательный результат по выполненной работе, если в эксперименте рассчитано среднее значение коэффициента поверхностного натяжения жидкости = 0,07315 Н/м, а полная абсолютная погрешность составила Da = 0,003625 м/с².

Примечание. Результат измерений представьте в виде:

Учитывайте правила округления.

Вариант 9

1. Какие измерения называются прямыми,косвенными? Приведите примеры.

2. Что называется случайной погрешностью? Чем она может быть обусловлена?

Рассчитайте случайную погрешность, если в эксперименте по определению некоторой физической величины а получены следующие её значения:

8,62; 8,56; 8,66.

От каких параметров зависит коэффициент Стьюдента? Что называется доверительной вероятностью, доверительным интервалом?

3. Какая погрешность называется систематической? Как она рассчитывается при использовании приборов:

а) имеющих класс точности;

б) не имеющих класса точности?

Определите цену деления и рассчитайте систематическую погрешность для миллиамперметра, изображенного на рис. 1.9, если его класс точности g = 1.

4. Рассчитайте полную абсолютную погрешность, если при обработке результатов эксперимента были получены значения:

случайная погрешность D a _сл = 0,693;

систематическая погрешность D a _сист = 0,05 .

5. Как рассчитывается среднее значение искомой величины при косвенных измерениях?

Для косвенно измеренной величины a выведите формулы расчета абсолютной и относительной погрешностей. Воспользуйтесь как методом частных производных, так и методом логарифмирования:

; .

6. Запишите окончательный результат по выполненной работе, если в эксперименте рассчитано среднее значение модуля Юнга стали = 1,968×10¹¹ Па, а полная абсолютная погрешность составила D Е = 0,25×10¹¹ Па.

Примечание. Результат измерений представьте в виде:

Учитывайте правила округления.

Вариант 10

1. Какие измерения называются прямыми,косвенными? Приведите примеры.

2. Что называется случайной погрешностью? Чем она может быть обусловлена?

Рассчитайте случайную погрешность, если в эксперименте по определению некоторой физической величины а получены следующие её значения:

9,23; 9,28; 9,20.

От каких параметров зависит коэффициент Стьюдента? Что называется доверительной вероятностью, доверительным интервалом?

3. Какая погрешность называется систематической? Как она рассчитывается при использовании приборов:

а) имеющих класс точности;

б) не имеющих класса точности?

Определите цену деления и рассчитайте систематическую погрешность для миллиамперметра, изображенного на рис. 1.10, если его класс точности g = 1,5.

4. Рассчитайте полную абсолютную погрешность, если при обработке результатов эксперимента были получены значения:

случайная погрешность D a _сл = 1,7;

систематическая погрешность D a _сист = 0,5 .

5. Как рассчитывается среднее значение искомой величины при косвенных измерениях?

Для косвенно измеренной величины M выведите формулы расчета абсолютной и относительной погрешностей. Воспользуйтесь как методом частных производных, так и методом логарифмирования:

; .

6. Запишите окончательный результат по выполненной работе, если в эксперименте рассчитано среднее значение удельного сопротивления проводника r=1,789 ×10^-4 Ом×м, а полная абсолютная погрешность составила Dr = 8,26×10^-6 Ом×м.

Примечание. Результат измерений представьте в виде:

Учитывайте правила округления.

Вариант 11

1. Какие измерения называются прямыми,косвенными? Приведите примеры.

2. Что называется случайной погрешностью? Чем она может быть обусловлена?

Рассчитайте случайную погрешность, если в эксперименте по определению некоторой физической величины а получены следующие её значения:

10,89; 10,82; 10,90.

От каких параметров зависит коэффициент Стьюдента? Что называется доверительной вероятностью, доверительным интервалом?

3. Какая погрешность называется систематической? Как она рассчитывается при использовании приборов:

а) имеющих класс точности; б) не имеющих класса точности?

Определите цену деления и рассчитайте систематическую погрешность для линейки, изображенной на рис. 1.11.

4. Рассчитайте полную абсолютную погрешность, если при обработке результатов эксперимента были получены значения:

случайная погрешность D a _сл = 0,654;

систематическая погрешность D a _сист = 0,005 .

5. Как рассчитывается среднее значение искомой величины при косвенных измерениях?

Для косвенно измеренной величины e выведите формулы расчета абсолютной и относительной погрешностей. Воспользуйтесь как методом частных производных, так и методом логарифмирования:

; .

6. Запишите окончательный результат по выполненной работе, если в эксперименте рассчитано среднее значение коэффициента Пуассона = 1,309, а полная абсолютная погрешность составила Dg = 0,06.

Примечание. Результат измерений представьте в виде: