Пүршний хөшүүн байдлыг хэмжих лабораторийн №2 ажил. Лабораторийн "Пүршний хөшүүн байдлыг хэмжих" Зорилго

Ахиц дэвшил

I. Зохион байгуулалтын мөч.

II. Мэдлэгийн шинэчлэл.

III. Ажлын захиалга

IV. Тусгал

Шууд хэмжилтийн алдааны тооцоо.

Сонголт 1. Санамсаргүй алдааны тооцоо.

Сонголт 2. Багажны алдааны тооцоо.

Хувилбар 3. Шууд бус хэмжилтийн алдааг тооцоолох аргаар тооцоолох

гэр › Явах эд анги › Пүршний хөшүүн байдлыг хэмжих лабораторийн №2 ажил. Лабораторийн "Пүршний хөшүүн байдлыг хэмжих" Зорилго

Хичээлийн хөгжил (хичээлийн тэмдэглэл)

Ерөнхий дунд боловсрол

UMK шугамГ.Я.Мякишева. Физик (10-11) (U)

Анхаар! Сайтын захиргааны сайт нь контентод хариуцлага хүлээхгүй арга зүйн хөгжил, түүнчлэн Холбооны улсын боловсролын стандартыг боловсруулахад нийцсэн байх.

Хичээлийн зорилго:динамометрийн пүршний хувьд Хукийн хуулийн хүчинтэй эсэхийг шалгаж, энэ пүршний хөшүүн байдлын коэффициентийг хэмжиж, утгын хэмжилтийн алдааг тооцоолно.

Хичээлийн зорилго:

боловсролын: хэмжилтийн үр дүнг боловсруулах, тайлбарлах, дүгнэлт гаргах чадвар Туршилтын ур чадварыг нэгтгэх
боловсролын: оюутнуудыг идэвхтэй оролцуулах практик үйл ажиллагаахарилцааны ур чадварыг сайжруулах.
хөгжүүлэх: физикт ашигладаг үндсэн арга техникийг эзэмших - хэмжилт, туршилт

Хичээлийн төрөл:ур чадвар олгох хичээл

Тоног төхөөрөмж:шүүрч авах ба хавчаар бүхий tripod, мушгиа пүрш, мэдэгдэж буй жингийн багц (тус бүр нь 100 гр, алдаа Δm = 0.002 кг), миллиметрийн хуваагдал бүхий захирагч.

Деформаци гэж юу вэ?
Хукийн хуулийг томъёол
Хөшүүн чанар гэж юу вэ, ямар нэгжээр хэмжигддэг.
Үнэмлэхүй ба харьцангуй алдааны тухай ойлголтыг өг.
Алдаа гарах шалтгаанууд.
Хэмжилтээс үүссэн алдаа.
Туршилтын үр дүнгийн графикийг хэрхэн зурах вэ.

Оюутны боломжит хариултууд:

Деформаци- бие биентэйгээ харьцуулахад хөдөлгөөнтэй холбоотой биеийн хэсгүүдийн харьцангуй байрлал өөрчлөгдөх. Деформаци нь атом хоорондын зайны өөрчлөлт, атомын блокуудын дахин зохион байгуулалтын үр дүн юм. Деформацийг буцаах (уян) ба эргэлт буцалтгүй (хуванцар, мөлхөгч) гэж хуваадаг. Уян хатан хэв гажилт нь хэрэглэсэн хүчний үйл ажиллагаа дууссаны дараа алга болж, эргэлт буцалтгүй хэвээр үлддэг. Уян хэв гажилт нь тэнцвэрийн байрлалаас металлын атомуудын урвуу шилжилт дээр суурилдаг; Хуванцар нь атомуудын анхны тэнцвэрийн байрлалаас нэлээд зайд эргэлт буцалтгүй шилжилт хөдөлгөөнд суурилдаг.

Хукийн хууль: "Биеийн хэв гажилтаас үүсэх уян харимхай хүч нь түүний суналттай пропорциональ бөгөөд деформацийн үед биеийн хэсгүүдийн хөдөлгөөний чиглэлийн эсрэг чиглэнэ."

Фжишээ нь = - kx

Хатуу байдалуян харимхай хүч ба түүнд үйлчлэх хүчний үйлчлэлийн дагуу пүршний уртын өөрчлөлтийн хоорондох пропорциональ коэффициент гэж нэрлэдэг. томилох к. Хэмжилтийн нэгж Н/м. Ньютоны 3-р хуулийн дагуу пүршэнд үйлчлэх хүчний модуль нь түүний дотор үүссэн уян харимхай хүчтэй тэнцүү байна. Тиймээс булгийн хөшүүн байдлыг дараах байдлаар илэрхийлж болно.
к = Фхуучин / x

Үнэмлэхүй алдааойролцоо утгыг яг ба ойролцоо утгуудын зөрүүний модуль гэнэ.
∆X = |X – XЛхагва|
Харьцангуй алдааойролцоо утга нь үнэмлэхүй алдааны ойролцоо утгын модультай харьцуулсан харьцаа юм.
ε = ∆X/X
хэмжилтхэзээ ч бүрэн үнэн зөв байж чадахгүй. Аливаа хэмжилтийн үр дүн нь ойролцоо бөгөөд алдаагаар тодорхойлогддог - физик хэмжигдэхүүний хэмжсэн утгын бодит утгаас хазайлт. Алдаа гарах шалтгаанууд нь:
- хэмжих хэрэгслийн үйлдвэрлэлийн хязгаарлагдмал нарийвчлал.
- гадаад нөхцөл байдлын өөрчлөлт (температурын өөрчлөлт, хүчдэлийн хэлбэлзэл)
– Туршилтын ажилтны үйлдэл (секундомерыг асаахад удаашрах, нүдний өөр байрлал...).
- хэмжсэн хэмжигдэхүүнийг олоход хэрэглэгдэх хуулиудын ойролцоо шинж чанар

Алдаахэмжилтийн явцад үүссэнийг хуваана системтэй, санамсаргүй. Системчилсэн алдаа гэдэг нь хэмжсэн утгын физик хэмжигдэхүүний бодит утгаас үргэлж нэг чиглэлд (өсгөх эсвэл дутуу үнэлэх) хазайлттай холбоотой алдаа юм. Давтан хэмжилт хийхэд алдаа нь хэвээр байна. Шалтгаануудсистемчилсэн алдаа гарах:
- хэмжих хэрэгсэл нь стандартад нийцээгүй;
- хэмжих хэрэгслийг буруу суурилуулсан (налалт, тэнцвэргүй байдал);
- төхөөрөмжүүдийн анхны үзүүлэлтүүд тэгтэй давхцахгүй байх, үүнтэй холбоотой гарсан засварыг үл тоомсорлох;
- хэмжсэн объект ба түүний шинж чанарын талаархи таамаглал хоорондын зөрүү.

Санамсаргүй алдаа нь тоон утгыг урьдчилан таамаглах боломжгүй байдлаар өөрчилдөг алдаа юм. Ийм алдаа нь хэмжилтийн үйл явцад нөлөөлдөг олон тооны хяналтгүй шалтгааны улмаас үүсдэг (объектийн гадаргуу дээрх жигд бус байдал, салхи үлээх, цахилгааны өсөлт гэх мэт). Туршилтыг олон удаа давтах замаар санамсаргүй алдааны нөлөөллийг бууруулж болно.

Хэмжих хэрэгслийн алдаа. Эдгээр алдааг мөн багажийн эсвэл багажийн гэж нэрлэдэг. Эдгээр нь хэмжих хэрэгслийн загвар, түүний үйлдвэрлэлийн нарийвчлал, шалгалт тохируулгатай холбоотой юм.

Туршилтын үр дүнд үндэслэн график байгуулахдаа туршилтын цэгүүд нь томьёотой тохирч байгаа шулуун шугам дээр байхгүй байж болно. Фнэмэлт = kx

Энэ нь хэмжилтийн алдаатай холбоотой юм. Энэ тохиолдолд шулуун шугамын эсрэг талд ойролцоогоор ижил тооны цэгүүд байхаар графикийг зурах ёстой. Графикийг зурсны дараа шулуун шугам дээр (графикийн дунд хэсэгт) цэгийг авч, үүнээс энэ цэгт тохирох уян харимхай хүч ба суналтын утгыг тодорхойлж, хөшүүн байдлыг тооцоолно. к. Энэ нь хаврын хөшүүн байдлын хүссэн дундаж утга байх болно кхарьц.

1. Ороомог пүршний үзүүрийг tripod дээр холбоно (пүршний нөгөө үзүүр нь сум заагч, дэгээгээр хангагдсан, зургийг үзнэ үү).

2. Пүршний хажууд эсвэл ард нь миллиметрийн хуваагдал бүхий захирагчийг суурилуулж, бэхлэнэ.

3. Пүршний заагч унасан захирагчийн хуваагдлыг тэмдэглэж бич.

4. Мэдэгдэж буй масстай жинг пүршнээс өлгөж, түүнээс үүссэн пүршний суналтыг хэмжинэ.

5. Эхний жинд хоёр дахь, гурав дахь гэх мэт жинг нэмж, уртасгах бүртээ | X| булаг шанд.

Хэмжилтийн үр дүнгийн дагуу хүснэгтийг бөглөнө үү.

Фнэмэлт = мг, Н	׀ ‌X׀ ‌, 10-3 м	кхарьц, Н/м

6. Хэмжилтийн үр дүнд тулгуурлан уян харимхай хүчний суналтаас хамаарах хамаарлын графикийг байгуулж, түүнийг ашиглан пүршний хөшүүн байдлын дундаж утгыг тодорхойлно. к c.p.

1. Туршилт бүрт пүршний хөшүүн байдлыг тооцоол.

k =	Ф	,
	│x│

2. к cf = ( к 1 + к 2 + к 3 + к 4)/4 ∆к = ׀ ‌к – кхарьцах ׀ ‌, ∆ к cp = (∆ к 1 + ∆к 2 + ∆к 3 + ∆к 4)/4

Үр дүнг хүснэгтэд тэмдэглэ.

3. ε = ∆ харьцангуй алдааг тооцоол кЛхагва / кЛхагва 100%

4. Хүснэгтийг бөглөнө үү:

5. Хариултыг дараах хэлбэрээр бичнэ үү. к = к cf ± ∆ к cf, ε =…%, олсон хэмжигдэхүүний тоон утгыг энэ томъёонд орлуулна.

1. к = мг/XХарьцангуй алдааг тооцоолохдоо сурах бичгийн 344-р хуудасны 1-р томъёог ашиглана.

ε = ∆ А/А + ∆IN/IN + ∆ХАМТ/ХАМТ = ε м + ε g + ε x.

∆м= 0.01 10 -3 кг; ∆ g= 0.2 кг м/с; ∆ x=1 мм

2. Тооцоолох хамгийн агууутгыг олох харьцангуй алдаа к cf (нэг ачааллын туршлагаас).

ε = ε м + ε g + ε x = ∆м/м + ∆g/g + ∆x/x

3. ∆-г ол к cf = k cf ε

4. Хүснэгтийг бөглөнө үү:

5. Хариултыг дараах хэлбэрээр бичнэ үү. к = к cf ± ∆ к cf, =…%, олсон утгуудын тоон утгыг энэ томъёонд орлуулна.

1. Алдааг тооцоолохын тулд та 4-р туршилтын явцад олж авсан туршлагыг ашиглах хэрэгтэй, учир нь энэ нь харьцангуй хэмжилтийн хамгийн бага алдаатай тохирч байна. Хязгаарыг тооцоолох Фмин ба Фжинхэнэ утгыг агуулсан max Ф, гэж үзвэл Фмин = Ф – Δ Ф, Фхамгийн их = Ф + Δ Ф.

2. Δ-г хүлээн зөвшөөр Ф= 4Δ м· g, хаана ∆ м- жин үйлдвэрлэх явцад гарсан алдаа (үнэлгээний хувьд бид Δ гэж үзэж болно м= 0.005 кг):

xмин = x – ∆x xхамгийн их = x + ∆x, хаана ∆ X= 0.5 мм.

3. Шууд бус хэмжилтийн алдааг тооцоолох аргыг ашиглан дараахь зүйлийг тооцоолно.

кхамгийн их = Фхамгийн их / xмин кмин = Фмин / xхамгийн их

4. kcp дундаж утга ба хэмжилтийн үнэмлэхүй алдаа Δ-г тооцоол ктомъёоны дагуу:

к cf = ( кхамгийн их + кмин)/2 ∆ к = (кхамгийн их - кмин)/2

5. Харьцангуй хэмжилтийн алдааг тооцоол.

ε = ∆ кЛхагва / кЛхагва 100%

6. Хүснэгтийг бөглөнө үү:

Фмин, Х	Фхамгийн их, H	xмин, м	xхамгийн их, м	кмин , Н/м	кхамгийн их, Н/м	кхарьц, Н/м	Δ к, Н/м

7. Үр дүнг лабораторийн ажлын дэвтэрт маягтаар бичнэ үү к = к cp ± ∆ к, ε = …% олдсон хэмжигдэхүүнүүдийн тоон утгыг энэ томьёонд орлуул.

гэж тэмдэглэлийн дэвтэртээ бичнэ үү лабораторийн гаралтхийсэн ажил дээр.

Фхяналт, Н

׀ ‌X׀ ‌, 10-3 м

кхарьц, Н/м

Δ кхарьц, Н/м

"Хичээл - дадлага" гэсэн ойлголтын талаар синхрончлол зохиохыг хичээ. Sinkwine (Франц хэлнээс орчуулсан - таван мөр): Эхний мөр нь нэг нэр үг (мөн чанар, сэдвийн гарчиг);

Хоёр дахь мөрөнд тухайн сэдвийн шинж чанаруудын товч тайлбар (хоёр нэр үг);

Гурав дахь мөр нь сэдвийн хүрээнд үйл ажиллагааны (үйл ажиллагаа) гурван үйл үг бүхий тайлбар юм;

Дөрөв дэх мөр нь сэдэвт хандах хандлагыг харуулсан дөрвөн үгийн хэллэг (хэлбэр) юм;

Тав дахь мөр нь нэг үгтэй синоним (нэр үг) бөгөөд сэдвийн мөн чанарыг давтдаг (эхний нэр үг хүртэл).

Лабораторийн ажил

"Пүршний хөшүүн байдлыг тодорхойлох"

Ажлын зорилго : Пүршний тогтмолыг заана. Хукийн хуулийн хүчинтэй эсэхийг шалгах Хэмжилтийн алдааны тооцоо.

Ажлын захиалга .

Үндсэн түвшин

Тоног төхөөрөмж : шүүрч авах ба хөлтэй штатив, 100 гр жингийн багц, пүршний динамометр, захирагч.

Л0 Ф

Л1 энэ тохиолдолд.

л= Л0 - Л1

кЛхагва.томъёоны дагуукЛхагва=( к1 + к2 + к3 )/3

Ф, Н

л,м

к,Н/м

кЛхагва, Н/м

6. Хараат байдлын графикийг зурл ( Ф).

Ахисан түвшин

Тоног төхөөрөмж : шүүрч авах ба хөлтэй штатив, 100 гр жингийн багц, пүрш, захирагч.

Пүршийг tripod дээр холбож, пүршний уртыг хэмжинэЛ0 байхгүй үед гадны нөлөө (Ф=0N). Хэмжилтийн үр дүнг хүснэгтэд бичнэ үү.

Пүрш дээр 1 Н жин өлгөж, уртыг нь тодорхойлно.Л1 энэ тохиолдолд.

Томъёог ашиглан пүршний хэв гажилтыг (суналтыг) олл= Л0 - Л1 .Хэмжилтийн үр дүнг хүснэгтэд тэмдэглэнэ.

Үүний нэгэн адил 2 Н ба 3 Н жинтэй ачааг өлгөх үед пүршний суналтыг ол. Хэмжилтийн үр дүнг хүснэгтэд бичнэ үү.

Арифметик дундажийг тооцоолкЛхагва.томъёоны дагуукЛхагва=( к1 + к2 + к3 )/3

∆ алдааг тооцоолкдундаж алдааны арга. Үүнийг хийхийн тулд зөрүүний модулийг тооцоол│ кЛхагва- кби│=∆ кбихэмжээс бүрийн хувьд

к = к Лхагва ±∆ к

Ф, Н

л,м

к,Н/м

кЛхагва, Н/м

∆к,Н/м

∆кЛхагва, Н/м

ахисан түвшин

Тоног төхөөрөмж: шүүрч авах, хөлтэй tripod, 100 гр жинтэй багц, пүрш, захирагч.

Пүршийг tripod дээр холбож, пүршний уртыг хэмжинэЛ0 гадны нөлөө байхгүй үед (Ф=0N). Хэмжилтийн үр дүнг хүснэгтэд бичнэ үү.

Пүрш дээр 1 Н жин өлгөж, уртыг нь тодорхойлно.Л1 энэ тохиолдолд.

Томъёог ашиглан пүршний хэв гажилтыг (суналтыг) олл= Л0 - Л1 .Хэмжилтийн үр дүнг хүснэгтэд тэмдэглэнэ.

Үүний нэгэн адил 2 Н ба 3 Н жинтэй ачааг өлгөх үед пүршний суналтыг ол. Хэмжилтийн үр дүнг хүснэгтэд бичнэ үү.

Арифметик дундажийг тооцоолкЛхагва.томъёоны дагуукЛхагва=( к1 + к2 + к3 )/3

Харьцангуй алдаа ба үнэмлэхүй хэмжилтийн алдааг тооцоолох∆ ктомъёо

ε Ф=(∆ Ф0 + ФТэгээд) / Фхамгийн их

ε л=(∆ л0 + лТэгээд) / лхамгийн их

ε к=ε Ф+ε л

∆k=εк* кЛхагва

Хүлээн авсан үр дүнг маягт дээр бичнэ үүк = к дундаж±∆ к

Хараат байдлын график зурл ( Ф) Хатуу байдлын геометрийн утгыг томъёол.

Ф, Н

л,м

к,Н/м

кЛхагва, Н/м

ε Ф

ε л

ε к

∆ к

Лабораторийн дугаар

Хаврын хөшүүн байдлын хэмжилт

10-р анги

Ажлын зорилго: Уян хатан байдлын хүчийг тэнцвэржүүлж, таталцлын хүчний янз бүрийн утгуудад булгийн суналтын хэмжилтээс булгийн хөшүүн байдлыг олох
, Hooke-ийн хуульд үндэслэн:
.

Төхөөрөмж ба материал:

Туршилт бүрт хөшүүн чанарыг тодорхойлно өөр өөр утгатайуян хатан ба суналтын хүч, i.e. туршилтын нөхцөл өөрчлөгддөг. Тиймээс хөшүүн байдлын дундаж утгыг олохын тулд хэмжилтийн үр дүнгийн арифметик дундажийг тооцоолох боломжгүй юм. Ийм тохиолдолд хэрэглэж болох дундаж утгыг олохын тулд бид график аргыг ашиглана. Хэд хэдэн туршилтын үр дүнд үндэслэн уян хатан байдлын модуль х суналтын модулиас хамаарах хамаарлыг зурна. Туршилтын үр дүнд үндэслэн график байгуулахдаа туршилтын цэгүүд нь томьёотой тохирч байгаа шулуун шугам дээр байхгүй байж болно.
. Энэ нь хэмжилтийн алдаанаас шалтгаална: Энэ тохиолдолд графикийг шулуун шугамын эсрэг талд ойролцоогоор ижил тооны цэгүүд байхаар зурах ёстой. Графикийг байгуулсны дараа шулуун шугаман дээрх цэгийг (графикийн дунд хэсэгт) авч, үүнээс энэ цэгт харгалзах уян харимхай хүч ба суналтын утгыг тодорхойлж, k хөшүүн чанарыг тооцоолно. Энэ нь хаврын хөшүүн байдлын хүссэн дундаж утга байх болно .

Хэмжилтийн үр дүнг ихэвчлэн илэрхийлэл хэлбэрээр бичдэг
, Хаана
- хамгийн том үнэмлэхүй хэмжилтийн алдаа. Харьцангуй алдаа нь мэдэгдэж байна ( ) нь үнэмлэхүй алдааны харьцаанаас ялгаатай k-ийн утга хүртэл :

, хаана
.

Тэр ажилд
. Тийм ч учраас
, Хаана
,
,

Үнэмлэхүй алдаа:

= 0.002 кг ;

=1мм,

Ажлын захиалга

Ороомог пүршний төгсгөлийг tripod дээр холбоно.

Пүршний хажууд эсвэл ард миллиметрийн хуваагдал бүхий захирагчийг суурилуулж, бэхлэнэ.

Пүршний заагч унасан захирагчийн хуваагдлыг тэмдэглэж бич.

Пүршнээс мэдэгдэж буй масстай жинг өлгөж, үүнээс үүссэн пүршний суналтыг хэмжинэ.

Эхний ачаалалд хоёр дахь, гурав дахь гэх мэтийг нэмнэ. пүршний х уртасгах бүрийг бүртгэх жин. Хэмжилтийн үр дүнгийн дагуу хүснэгтийг бөглөнө үү.

Туршлагын дугаар

Хичээл 13/33

Сэдэв. Лабораторийн No2 Пүршний хөшүүн байдлыг хэмжих

Хичээлийн зорилго: Динамометрийн пүршний хувьд Хукийн хуулийн хүчинтэй эсэхийг шалгах, энэ пүршний хөшүүн байдлыг хэмжих

Хичээлийн төрөл: мэдлэгийг хянах, үнэлэх

Тоног төхөөрөмж: шүүрч авах ба хавчаар бүхий штатив, битүүмжилсэн масштабтай динамометр, тодорхой жинтэй жингийн багц (тус бүр нь 100 гр), миллиметрийн хуваалттай захирагч

ЯВЦ

1. Динамометрийг tripod дээр хангалттай өндөрт суурилуул.

2. Өөр өөр тооны жинг өлгөх (нэгээс дөрөв хүртэл), тохиолдол бүрт тохирох утгыг F = мг-аар тооцоолж, мөн харгалзах пүршний өргөтгөлийг х хэмжинэ.

3. Хэмжилт, тооцооны үр дүнг хүснэгтэд бичнэ үү.

	м, кг	мг, Н

4. Х ба F координатын тэнхлэгүүдийг зурж, тохиромжтой масштабыг сонгож, туршилтын явцад олж авсан цэгүүдийг зур.

6. Туршилтын №4 үр дүнг ашиглан k = F / x томьёог ашиглан хөшүүн байдлын коэффициентийг тооцоолно (энэ нь хамгийн их нарийвчлалыг өгдөг).

7. Алдааг тооцоолохын тулд бид 4-р туршилтын үйл ажиллагааны явцад олж авсан туршлагыг ашиглах ёстой, учир нь энэ нь хэмжилтийн хамгийн бага харьцангуй алдаатай тохирч байна. Fmin = F - ΔF , F = F + ΔF гэж үзээд F-ийн жинхэнэ утга орших Fmin ба Fmax хязгаарыг тооцоол. ΔF = 4Δm g-г ав, энд Δm нь жин үйлдвэрлэх явцад гарсан алдаа (тооцоолохдоо Δm = 0.005 кг гэж үзэж болно):

Энд Δх = 0.5 мм.

8. Шууд бус хэмжилтийн алдааг тооцоолох аргыг ашиглан тооцоолно.