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:
