Підготовка до лабораторних занять

Навчальними планами технічних спеціальностей Запорізького гідроенергетичного коледжу Запорізької державної інженерної академії передбачено проведення студентами денного відділення лабораторних робіт.

У тематичному плані даних методичних вказівок зазначений перелік лабораторних робіт, що охоплює різні розділи фізики, та загальна кількість годин, відведених на лабораторні роботи.

Проведення лабораторних робіт формує у студентів практичні навички і вміння працювати з лабораторним обладнанням, вимірювальними приладами, обчислювальною технікою, а також знайомить з методикою проведення експериментальних досліджень та обробки результатів. Розвиває у студентів вміння передбачати і спостерігати наслідки експериментальних досліджень, аналізувати результати дослідів, вимірювань та обчислень, робити на їх підставі висновки, а також порівнювати експериментальні дані з теоретичними передбаченнями.

Під час виконання лабораторних робіт студенти навчаються розрізняти випадкові та системні похибки вимірювань, визначати абсолютну і відносну похибки отриманих результатів, подавати отримані результати у вигляді графіків, таблиць та функціональних залежностей.

Запропоновані лабораторні роботи виконуються на стандартному наборі обладнання та приладів лабораторії фізики, а також деякі лабораторні роботи можуть додатково виконуватися за допомогою програмного забезпечення.

Звіт з лабораторних робіт оформлюється студентами у вигляді альбому і здається викладачу. У додатках Ж, К і Л даних методичних вказівок наводяться зразки титульного листа альбому, відомості документів, приклад оформлення розрахунків до лабораторної роботи.

У додатку В наводяться таблиці фізичних величин, які можуть знадобитися для виконання лабораторної роботи.

Оцінювання лабораторних робіт ведеться відповідно розподілу рейтингових балів.

Здача альбому з лабораторних робіт є обов’язковою умовою для отримання студентом семестрової оцінки.

Тематичний план

5.3 Інструкції до виконання лабораторних робіт

Лабораторна робота № 1

Обробка результатів вимірювання у лабораторному практикумі

Мета: Навчитися обробляти результати фізичних вимірювань та обчислень. Обладнання: Лінійка., тіла правильної форми, штангенциркуль.

Теоретичні відомості

Виконання лабораторних робіт пов’язане з вимірюванням різних фізичних величин і наступною обробкою їх результатів.

Вимірювання – знаходження значень фізичної величини дослідним шляхом за допомогою засобів вимірювання.

Пряме вимірювання – визначення фізичної величини безпосередньо засобами вимірювання.

Непряме вимірювання – визначення значення фізичної величини за формулою, що пов’язує її з іншими фізичними величинами, які визначаються прямими вимірюваннями.

Нехай А, В, С,… - фізичні величини.

А_пр – наближене значення фізичної величини, тобто значення, отримане шляхом прямих та непрямих вимірювань.

ΔА- абсолютна похибка вимірювань фізичної величини.

ε– відносна похибка вимірювань фізичної величини, що дорівнює:

 

.

 

Δ_іА- – абсолютна інструментальна похибка, що визначається конструкцією прилада.

Δ_вА- – абсолютна похибка відліку, у більшості випадків дорівнює половині ціни поділки; при вимірюванні часу – ціни поділки секундоміра або годинника.

Максимальна абсолютна похибка прямих вимірювань визначається абсолютною інструментальною похибкою і абсолютною похибкою відліку за відсутності інших похибок:

 

ΔА = Δ_іА + Δ_вА.

 

Абсолютну похибку вимірювань зазвичай округлюють до однієї значущої цифри; чисельне значення результату вимірювань округлюють так. Щоб його остання цифра була у тому ж розряді, що і цифра похибки.

Результати повторних вимірювань фізичної величини А, проведених за однакових умов з використанням чутливих засобів вимірювання, різняться між собою.

В такому випадку А_пр знаходять як середнє арифметичне значення всіх вимірювань, а ΔА визначають методами математичної статистики.

При виконанні лабораторних робіт даного курсу достатньо визначати максимальні похибки вимірювання фізичних величин. Для отримання результату достатньо одного вимірювання.

Відносна похибка непрямих вимірювань визначається за таблицею

№ з/п	Формула фізичної величини	Формула відносної похибки
1.	А=ВСD
2.
3.
4.

 

Абсолютна похибка непрямих вимірювань визначається за формулою

 

,

 

де виражається десятковим дробом.