Εργαστηριακή εργασία 2 για τη φυσική της ακαμψίας του ελατηρίου. Εργαστηριακή εργασία «Μέτρηση ακαμψίας ελατηρίου» μεθοδική ανάπτυξη στη φυσική με θέμα. III. Εντολή εργασίας

MOU "Γυμνάσιο Νο. 6" Φυσικό εργαστήριοΒαθμός 10

Εργαστήριο #3

Μέτρηση ακαμψίας ελατηρίου

Στόχος της εργασίας: βρείτε τη δυσκαμψία του ελατηρίου από μετρήσεις της επιμήκυνσης του ελατηρίου σε διάφορες τιμές της δύναμης της βαρύτητας εξισορροπώντας την ελαστική δύναμη
με βάση το νόμο του Χουκ:
. Σε κάθε ένα από τα πειράματα, η ακαμψία προσδιορίζεται σε διαφορετικές τιμές της ελαστικής δύναμης και επιμήκυνσης, δηλ. οι πειραματικές συνθήκες αλλάζουν. Επομένως, για να βρεθεί η μέση τιμή ακαμψίας, δεν είναι δυνατόν να υπολογιστεί ο αριθμητικός μέσος όρος των αποτελεσμάτων της μέτρησης. Θα χρησιμοποιήσουμε μια γραφική μέθοδο για την εύρεση της μέσης τιμής, η οποία μπορεί να εφαρμοστεί σε τέτοιες περιπτώσεις. Με βάση τα αποτελέσματα πολλών πειραμάτων, κατασκευάζουμε ένα γράφημα της εξάρτησης του συντελεστή ελαστικής δύναμης
από τη μονάδα επέκτασης Χ. Κατά την κατασκευή ενός γραφήματος με βάση τα αποτελέσματα του πειράματος, τα πειραματικά σημεία μπορεί να μην βρίσκονται σε ευθεία γραμμή που αντιστοιχεί στον τύπο
. Αυτό οφείλεται σε σφάλματα μέτρησης. Σε αυτή την περίπτωση, το γράφημα πρέπει να σχεδιαστεί έτσι ώστε περίπου ο ίδιος αριθμός σημείων να βρίσκεται στις αντίθετες πλευρές της ευθείας. Αφού σχεδιάσετε το γράφημα, πάρτε ένα σημείο στην ευθεία γραμμή (στο μεσαίο τμήμα του γραφήματος), προσδιορίστε από αυτό τις τιμές της ελαστικής δύναμης και επιμήκυνσης που αντιστοιχούν σε αυτό το σημείο και υπολογίστε την ακαμψία κ. Θα είναι η επιθυμητή μέση τιμή της ακαμψίας του ελατηρίου .

Το αποτέλεσμα της μέτρησης συνήθως γράφεται ως έκφραση
, Οπου
- το μεγαλύτερο απόλυτο σφάλμα μέτρησης. Είναι γνωστό ότι το σχετικό σφάλμα ( ) ισούται με τον απόλυτο λόγο σφάλματος
στην αξία της ποσότητας κ :
, που
.

Σε εκείνο το έργο
. Να γιατί
, Οπου
;
;
.

Εργαστηριακές εργασίες

"Προσδιορισμός της ακαμψίας ενός ελατηρίου"

Στόχος της εργασίας : Καθορίζει τη σταθερά του ελατηρίου. Επαλήθευση της εγκυρότητας του νόμου του Hooke Εκτίμηση σφάλματος μέτρησης.

Εντολή εργασίας .

Ένα βασικό επίπεδο

Εξοπλισμός : τρίποδο με συμπλέκτη και πόδι, σετ βαρών 100 g, δυναμόμετρο ελατηρίου, χάρακα.

μεγάλο0 φά

μεγάλο1 σε αυτήν την περίπτωση.

μεγάλο= μεγάλο0 - μεγάλο1

κΝυμφεύομαι.σύμφωνα με τον τύποκΝυμφεύομαι=( κ1 + κ2 + κ3 )/3

φά,Ν

μεγάλο,Μ

κ, N/m

κΝυμφεύομαι, N/m

6. Σχεδιάστε ένα γράφημα εξάρτησηςμεγάλο ( φά).

Προχωρημένο επίπεδο

Εξοπλισμός : τρίποδο με συμπλέκτη και πόδι, σετ βαρών 100 g, ελατήριο, χάρακας.

Στερεώστε το ελατήριο στο τρίποδο και μετρήστε το μήκος του ελατηρίουμεγάλο0 απουσία εξωτερικής επιρροής (φά=0Ν). Καταγράψτε τα αποτελέσματα των μετρήσεων σε πίνακα.

Κρεμάστε ένα βάρος 1 N στο ελατήριο και προσδιορίστε το μήκος του.μεγάλο1 σε αυτήν την περίπτωση.

Βρείτε την παραμόρφωση (επιμήκυνση) του ελατηρίου χρησιμοποιώντας τον τύπομεγάλο= μεγάλο0 - μεγάλο1 .Καταγράψτε τα αποτελέσματα των μετρήσεων στον πίνακα.

Ομοίως, βρείτε την επιμήκυνση του ελατηρίου όταν αναρτώνται φορτία βάρους 2 N και 3 N. Καταγράψτε τα αποτελέσματα της μέτρησης στον πίνακα.

Υπολογίστε τον αριθμητικό μέσο όροκΝυμφεύομαι.σύμφωνα με τον τύποκΝυμφεύομαι=( κ1 + κ2 + κ3 )/3

Υπολογίστε το σφάλμα Δκτη μέθοδο μέσου σφάλματος. Για να γίνει αυτό, υπολογίστε το συντελεστή της διαφοράς│ κΝυμφεύομαι- κΕγώ│=∆ κΕγώγια κάθε διάσταση

κ = κ Νυμφεύομαι ±∆ κ

φά,Ν

μεγάλο,Μ

κ, N/m

κΝυμφεύομαι, N/m

∆κ, N/m

∆κΝυμφεύομαι, N/m

προχωρημένο επίπεδο

Εξοπλισμός: τρίποδο με συμπλέκτη και πόδι, σετ βαρών 100 g, ελατήριο, χάρακας.

Στερεώστε το ελατήριο στο τρίποδο και μετρήστε το μήκος του ελατηρίουμεγάλο0 απουσία εξωτερικής επιρροής (φά=0Ν). Καταγράψτε τα αποτελέσματα των μετρήσεων σε πίνακα.

Κρεμάστε ένα βάρος 1 N στο ελατήριο και προσδιορίστε το μήκος του.μεγάλο1 σε αυτήν την περίπτωση.

Βρείτε την παραμόρφωση (επιμήκυνση) του ελατηρίου χρησιμοποιώντας τον τύπομεγάλο= μεγάλο0 - μεγάλο1 .Καταγράψτε τα αποτελέσματα των μετρήσεων στον πίνακα.

Ομοίως, βρείτε την επιμήκυνση του ελατηρίου όταν αναρτώνται φορτία βάρους 2 N και 3 N. Καταγράψτε τα αποτελέσματα της μέτρησης στον πίνακα.

Υπολογίστε τον αριθμητικό μέσο όροκΝυμφεύομαι.σύμφωνα με τον τύποκΝυμφεύομαι=( κ1 + κ2 + κ3 )/3

Υπολογισμός σχετικών σφαλμάτων και απόλυτων σφαλμάτων μέτρησης∆ κΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΙ τυποι

ε φά=(∆ φά0 + φάΚαι) / φάΜέγιστη

ε μεγάλο=(∆ μεγάλο0 + μεγάλοΚαι) / μεγάλοΜέγιστη

ε κ=ε φά+ε μεγάλο

∆k=εκ* κΝυμφεύομαι

Γράψτε το αποτέλεσμα που προέκυψε στη φόρμακ = κ μέσος ±∆ κ

Σχεδιάστε ένα γράφημα εξάρτησηςμεγάλο ( φάΔιατυπώστε τη γεωμετρική έννοια της ακαμψίας.

φά,Ν

μεγάλο,Μ

κ, N/m

κΝυμφεύομαι, N/m

ε φά

ε μεγάλο

ε κ

∆ κ

Μάθημα 13/33

Θέμα. Εργαστήριο #2 Μέτρηση ακαμψίας ελατηρίου

Σκοπός του μαθήματος: να ελέγξουμε την εγκυρότητα του νόμου του Hooke για ένα ελατήριο δυναμόμετρου και να μετρήσουμε τη ακαμψία αυτού του ελατηρίου

Είδος μαθήματος: έλεγχος και αξιολόγηση γνώσεων

Εξοπλισμός: τρίποδο με συμπλέκτη και σφιγκτήρα, δυναμόμετρο με σφραγισμένη ζυγαριά, σετ βαρών γνωστού βάρους (100 g το καθένα), χάρακα με διαιρέσεις χιλιοστών

ΠΡΟΟΔΟΣ

1. Τοποθετήστε το δυναμόμετρο σε ένα τρίποδο σε αρκετά υψηλό ύψος.

2. Κρεμάστε διαφορετικό αριθμό βαρών (από ένα έως τέσσερα), υπολογίστε για κάθε περίπτωση την κατάλληλη τιμή F = mg και μετρήστε επίσης την αντίστοιχη επέκταση ελατηρίου x.

3. Καταγράψτε τα αποτελέσματα των μετρήσεων και των υπολογισμών στον πίνακα:

	m, kg	mg, Ν

4. Σχεδιάστε τους άξονες συντεταγμένων x και F, επιλέξτε μια κατάλληλη κλίμακα και σχεδιάστε τα σημεία που λήφθηκαν κατά τη διάρκεια του πειράματος.

6. Υπολογίστε τον συντελεστή ακαμψίας χρησιμοποιώντας τον τύπο k = F / x χρησιμοποιώντας τα αποτελέσματα του πειράματος Νο. 4 (αυτό παρέχει τη μεγαλύτερη ακρίβεια).

7. Για να υπολογίσουμε το σφάλμα, θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε την εμπειρία που λάβαμε κατά τη συμπεριφορά του πειράματος Νο. 4, επειδή αντιστοιχεί στο μικρότερο σχετικό σφάλμα μέτρησης. Υπολογίστε τα όρια Fmin και Fmax εντός των οποίων πραγματική αξία F , υποθέτοντας ότι Fmin = F - ΔF , F = F + ΔF . Πάρτε ΔF = 4Δm g, όπου Δm είναι το σφάλμα κατά την κατασκευή των βαρών (για εκτίμηση, μπορούμε να υποθέσουμε ότι Δm = 0,005 kg):

όπου Δχ = 0,5 mm.

8. Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο εκτίμησης σφαλμάτων έμμεσες μετρήσεις, υπολογίστε:

9. Υπολογίστε τη μέση τιμή kcep και το απόλυτο σφάλμα μέτρησης Δk χρησιμοποιώντας τους τύπους:

10. Υπολογίστε το σχετικό σφάλμα μέτρησης:

11. Συμπληρώστε τον πίνακα:

Fmin, H	Fmax, H	xmin, m	xmax, m	kmin, N/m	kmax, N/m	κ κύριε, N/m

12. Γράψε στο τετράδιό σου για εργαστηριακές εργασίεςέχει ως αποτέλεσμα τη μορφή k = kcep ± Δk, αντικαθιστώντας τις αριθμητικές τιμές των ποσοτήτων που βρέθηκαν σε αυτόν τον τύπο.

13. Σημειώστε σε ένα τετράδιο για εργαστηριακό συμπέρασμα: τι μετρήσατε και τι αποτέλεσμα πήρατε.

Για να χρησιμοποιήσετε την προεπισκόπηση των παρουσιάσεων, δημιουργήστε έναν λογαριασμό Google (λογαριασμό) και συνδεθείτε: https://accounts.google.com

Λεζάντες διαφανειών:

Εργαστηριακή εργασία "Μέτρηση της ακαμψίας ενός ελατηρίου" Δάσκαλος φυσικής, γυμνάσιο GBOU No. 145 της περιοχής Kalininsky της Αγίας Πετρούπολης Karabashyan M.V.

ελέγξτε την εγκυρότητα του νόμου του Hooke για το ελατήριο του δυναμομέτρου και μετρήστε την ακαμψία αυτού του ελατηρίου. Σκοπός της εργασίας Εξοπλισμός: σετ "Mechanics" από το σετ L-micro - τρίποδο με συμπλέκτη και σφιγκτήρα, δυναμόμετρο με σφραγισμένη ζυγαριά, σετ βαρών γνωστής μάζας (50 g το καθένα), χάρακα με διαιρέσεις χιλιοστών.

Προπαρασκευαστικές ερωτήσεις Τι είναι η ελαστική δύναμη; Πώς να υπολογίσετε την ελαστική δύναμη που προκύπτει σε ένα ελατήριο όταν ένα φορτίο μάζας m kg αιωρείται από αυτό; Τι είναι η επιμήκυνση σώματος; Πώς να μετρήσετε την επιμήκυνση ενός ελατηρίου όταν ένα φορτίο αιωρείται από αυτό; Τι είναι ο νόμος του Χουκ;

Προφυλάξεις ασφαλείας Να είστε προσεκτικοί όταν εργάζεστε με εκτεταμένο ελατήριο. Μην ρίχνετε ή ρίχνετε φορτία.

Περιγραφή εργασίας: Σύμφωνα με το νόμο του Hooke, το μέτρο F της ελαστικής δύναμης και το μέτρο x της επιμήκυνσης του ελατηρίου σχετίζονται με τη σχέση F = kx . Μετρώντας τα F και x, μπορείτε να βρείτε τον συντελεστή ακαμψίας k με τον τύπο

Σε κάθε ένα από τα πειράματα, η ακαμψία προσδιορίζεται σε διαφορετικές τιμές της ελαστικής δύναμης και επιμήκυνσης, δηλαδή, οι συνθήκες του πειράματος αλλάζουν. Επομένως, για να βρεθεί η μέση τιμή ακαμψίας, δεν είναι δυνατόν να υπολογιστεί ο αριθμητικός μέσος όρος των αποτελεσμάτων της μέτρησης. Θα χρησιμοποιήσουμε μια γραφική μέθοδο για την εύρεση της μέσης τιμής, η οποία μπορεί να εφαρμοστεί σε τέτοιες περιπτώσεις. Με βάση τα αποτελέσματα πολλών πειραμάτων, κατασκευάζουμε μια γραφική παράσταση της εξάρτησης του συντελεστή της ελαστικής δύναμης ελέγχου F από το μέτρο επιμήκυνσης \ x \ . Κατά την κατασκευή ενός γραφήματος με βάση τα αποτελέσματα του πειράματος, τα πειραματικά σημεία μπορεί να μην βρίσκονται στην ευθεία γραμμή, η οποία αντιστοιχεί στον τύπο F yпp =k\x\ . Αυτό οφείλεται σε σφάλματα μέτρησης. Σε αυτήν την περίπτωση, το γράφημα θα πρέπει να σχεδιαστεί έτσι ώστε περίπου ο ίδιος αριθμός σημείων να αποδειχθεί ότι βρίσκεται στις αντίθετες πλευρές της ευθείας γραμμής. Αφού κατασκευάσετε το γράφημα, πάρτε ένα σημείο στην ευθεία (στο μεσαίο τμήμα του γραφήματος), προσδιορίστε από αυτό τις τιμές της ελαστικής δύναμης και επιμήκυνσης που αντιστοιχούν σε αυτό το σημείο και υπολογίστε την ακαμψία k. Θα είναι η επιθυμητή μέση τιμή της ακαμψίας του ελατηρίου k βλ.

1. Στερεώστε το άκρο του σπειροειδούς ελατηρίου στο τρίποδο (το άλλο άκρο του ελατηρίου είναι εφοδιασμένο με ένα δείκτη βέλους και ένα άγκιστρο). 2. Δίπλα ή πίσω από το ελατήριο, τοποθετήστε και στερεώστε έναν χάρακα με χωρίσματα χιλιοστών. 3. Σημειώστε και σημειώστε τη διαίρεση του χάρακα ενάντια στην οποία πέφτει ο δείκτης του ελατηρίου. 4. Κρεμάστε ένα βάρος γνωστής μάζας από το ελατήριο και μετρήστε την προέκταση του ελατηρίου που προκαλείται από αυτό. 5. Στο πρώτο βάρος, προσθέστε το δεύτερο, τρίτο κ.λπ., καταγράφοντας κάθε φορά την προέκταση \ x \ του ελατηρίου. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των μετρήσεων, συμπληρώστε τον πίνακα ΠΡΟΟΔΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ:

Αριθμός πειράματος m, kg mg, H x, m 1 0,1 2 0,2 ​​3 0,3 4 0,4

6. Σχεδιάστε τους άξονες συντεταγμένων x και F, επιλέξτε μια κατάλληλη κλίμακα και σχεδιάστε τα πειραματικά σημεία που προέκυψαν. 7. Αξιολογήστε (ποιοτικά) την εγκυρότητα του νόμου του Hooke για ένα δεδομένο ελατήριο: είναι τα πειραματικά σημεία που βρίσκονται κοντά σε μια ευθεία που διέρχεται από την αρχή. 8. Με βάση τα αποτελέσματα της μέτρησης, κατασκευάστε ένα γράφημα της εξάρτησης της ελαστικής δύναμης από την επιμήκυνση και, χρησιμοποιώντας το, προσδιορίστε τη μέση τιμή της ακαμψίας του ελατηρίου k βλ. 9. Υπολογίστε το μέγιστο σχετικό σφάλμα με το οποίο βρίσκεται η τιμή του k cp 10. Καταγράψτε το συμπέρασμά σας.

Ερωτήσεις ελέγχου: Πώς ονομάζεται η σχέση μεταξύ της δύναμης της ελαστικότητας και της επιμήκυνσης του ελατηρίου; Το ελατήριο του δυναμομέτρου υπό τη δράση δύναμης 4Ν επιμηκύνεται κατά 5 mm. Προσδιορίστε το βάρος του φορτίου, υπό τη δράση του οποίου αυτό το ελατήριο εκτείνεται κατά 16 mm.

Ανάπτυξη μαθήματος (σημειώσεις μαθήματος)

Μέση τιμή γενική εκπαίδευση

Γραμμή UMK G. Ya. Myakiseva. Φυσική (10-11) (U)

Προσοχή! Ο ιστότοπος διαχείρισης του ιστότοπου δεν είναι υπεύθυνος για το περιεχόμενο των μεθοδολογικών εξελίξεων, καθώς και για τη συμμόρφωση της ανάπτυξης του Ομοσπονδιακού Κρατικού Εκπαιδευτικού Προτύπου.

Σκοπός του μαθήματος:ελέγξτε την εγκυρότητα του νόμου του Hooke για το ελατήριο του δυναμομέτρου και μετρήστε τον συντελεστή ακαμψίας αυτού του ελατηρίου, υπολογίστε το σφάλμα μέτρησης της τιμής.

Στόχοι μαθήματος:

1. εκπαιδευτική: ικανότητα επεξεργασίας και επεξήγησης αποτελεσμάτων μετρήσεων και εξαγωγής συμπερασμάτων Εδραίωση πειραματικών δεξιοτήτων
2. εκπαιδευτικό: εμπλοκή μαθητών σε ενεργό πρακτικές δραστηριότητεςβελτίωση των επικοινωνιακών δεξιοτήτων.
3. ανάπτυξη: γνώση των βασικών τεχνικών που χρησιμοποιούνται στη φυσική - μέτρηση, πείραμα

Τύπος μαθήματος:μάθημα κατάρτισης δεξιοτήτων

Εξοπλισμός:τρίποδο με συμπλέκτη και σφιγκτήρα, ελικοειδές ελατήριο, σετ βαρών γνωστής μάζας (100 g έκαστο, σφάλμα Δm = 0,002 kg), χάρακας με διαιρέσεις χιλιοστών.

Πρόοδος

Ι. Οργανωτική στιγμή.

II. Ενημέρωση γνώσης.

• Τι είναι η παραμόρφωση;
• Διατυπώστε τον νόμο του Χουκ
• Τι είναι η ακαμψία και σε ποιες μονάδες μετριέται.
• Δώστε την έννοια του απόλυτου και σχετικού σφάλματος.
• Λόγοι σφαλμάτων.
• Σφάλματα που προκύπτουν από μετρήσεις.
• Πώς να σχεδιάσετε γραφήματα των αποτελεσμάτων του πειράματος.

Πιθανές απαντήσεις μαθητών:

• Παραμόρφωση- αλλαγή στη σχετική θέση των σωματιδίων του σώματος, που σχετίζεται με την κίνησή τους μεταξύ τους. Η παραμόρφωση είναι το αποτέλεσμα μιας αλλαγής στις διατομικές αποστάσεις και μιας αναδιάταξης μπλοκ ατόμων. Οι παραμορφώσεις χωρίζονται σε αναστρέψιμες (ελαστικές) και μη αναστρέψιμες (πλαστικές, ερπυστικές). Οι ελαστικές παραμορφώσεις εξαφανίζονται μετά το τέλος της δράσης των εφαρμοζόμενων δυνάμεων, ενώ παραμένουν μη αναστρέψιμες. Οι ελαστικές παραμορφώσεις βασίζονται σε αναστρέψιμες μετατοπίσεις ατόμων μετάλλου από τη θέση ισορροπίας. Τα πλαστικά βασίζονται σε μη αναστρέψιμες μετατοπίσεις ατόμων σε σημαντικές αποστάσεις από τις αρχικές θέσεις ισορροπίας τους.

• Νόμος του Χουκ: «Η ελαστική δύναμη που προκύπτει από την παραμόρφωση του σώματος είναι ανάλογη της επιμήκυνσής του και κατευθύνεται αντίθετα από την κατεύθυνση κίνησης των σωματιδίων του σώματος κατά την παραμόρφωση».
  
  φάπρώην = - kx

• Ακαμψίαονομάζεται συντελεστής αναλογικότητας μεταξύ της ελαστικής δύναμης και της μεταβολής του μήκους του ελατηρίου υπό την επίδραση της δύναμης που ασκείται σε αυτό. ορίζω κ. Μονάδα μέτρησης N/m. Σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα, το μέτρο της δύναμης που εφαρμόζεται στο ελατήριο είναι ίσο με την ελαστική δύναμη που έχει προκύψει σε αυτό. Έτσι, η ακαμψία του ελατηρίου μπορεί να εκφραστεί ως εξής:

  κ = φάπρώην / Χ

• Απόλυτο λάθοςκατά προσέγγιση τιμή ονομάζεται ο συντελεστής της διαφοράς μεταξύ της ακριβούς και της κατά προσέγγιση τιμής.

  ∆Χ = |Χ – ΧΝυμφεύομαι|

• Σχετικό λάθοςκατά προσέγγιση τιμή είναι ο λόγος του απόλυτου σφάλματος προς το μέτρο της κατά προσέγγιση τιμής.

  ε = ∆Χ/Χ

• Μετρήσειςδεν μπορεί ποτέ να είναι απόλυτα ακριβής. Το αποτέλεσμα οποιασδήποτε μέτρησης είναι κατά προσέγγιση και χαρακτηρίζεται από σφάλμα - απόκλιση της μετρούμενης τιμής ενός φυσικού μεγέθους από την πραγματική του τιμή. Οι λόγοι για τα σφάλματα περιλαμβάνουν:
  – περιορισμένη ακρίβεια κατασκευής οργάνων μέτρησης.
  – αλλαγή στις εξωτερικές συνθήκες (αλλαγή θερμοκρασίας, διακύμανση τάσης)
  – οι ενέργειες του πειραματιστή (καθυστέρηση στο άναμμα του χρονόμετρου, διαφορετική θέση του ματιού...).
  - την κατά προσέγγιση φύση των νόμων που χρησιμοποιούνται για την εύρεση των μετρούμενων Μεγεθών

• Σφάλματαπου προκύπτουν κατά τις μετρήσεις διαιρούνται με συστηματική και τυχαία. Τα συστηματικά σφάλματα είναι σφάλματα που αντιστοιχούν στην απόκλιση της μετρούμενης τιμής από την πραγματική τιμή του φυσικού μεγέθους πάντα προς μία κατεύθυνση (αύξηση ή υποεκτίμηση). Με επαναλαμβανόμενες μετρήσεις, το σφάλμα παραμένει το ίδιο. Αιτίεςεμφάνιση συστηματικών σφαλμάτων:
  - μη συμμόρφωση των οργάνων μέτρησης με το πρότυπο.
  - λανθασμένη εγκατάσταση οργάνων μέτρησης (κλίση, ανισορροπία).
  – μη σύμπτωση των αρχικών δεικτών συσκευών με μηδέν και παράβλεψη των διορθώσεων που προκύπτουν σε σχέση με αυτό.
  – ασυμφωνία μεταξύ του μετρούμενου αντικειμένου και της υπόθεσης για τις ιδιότητές του.

Τα τυχαία σφάλματα είναι σφάλματα που αλλάζουν την αριθμητική τους αξία με απρόβλεπτο τρόπο. Τέτοια σφάλματα προκαλούνται από μεγάλο αριθμό ανεξέλεγκτων αιτιών που επηρεάζουν τη διαδικασία μέτρησης (ανωμαλίες στην επιφάνεια του αντικειμένου, φυσώντας άνεμος, υπερτάσεις ισχύος κ.λπ.). Η επίδραση των τυχαίων σφαλμάτων μπορεί να μειωθεί με την επανειλημμένη επανάληψη του πειράματος.

Σφάλματα οργάνων μέτρησης. Αυτά τα σφάλματα ονομάζονται επίσης ενόργανη ή ενόργανη. Οφείλονται στον σχεδιασμό της συσκευής μέτρησης, στην ακρίβεια της κατασκευής και στη βαθμονόμησή της.

Κατά την κατασκευή ενός γραφήματος με βάση τα αποτελέσματα του πειράματος, τα πειραματικά σημεία μπορεί να μην βρίσκονται σε ευθεία γραμμή που αντιστοιχεί στον τύπο φάεξτρ = kx

Αυτό οφείλεται σε σφάλματα μέτρησης. Σε αυτή την περίπτωση, το γράφημα πρέπει να σχεδιαστεί έτσι ώστε περίπου ο ίδιος αριθμός σημείων να βρίσκεται στις αντίθετες πλευρές της ευθείας. Αφού σχεδιάσετε το γράφημα, πάρτε ένα σημείο στην ευθεία γραμμή (στο μεσαίο τμήμα του γραφήματος), προσδιορίστε από αυτό τις τιμές της ελαστικής δύναμης και επιμήκυνσης που αντιστοιχούν σε αυτό το σημείο και υπολογίστε την ακαμψία κ. Θα είναι η επιθυμητή μέση τιμή της ακαμψίας του ελατηρίου κβλ.

III. Εντολή εργασίας

1. Στερεώστε το άκρο του σπειροειδούς ελατηρίου στο τρίποδο (το άλλο άκρο του ελατηρίου είναι εφοδιασμένο με ένα δείκτη βέλους και ένα άγκιστρο, βλέπε εικόνα).

2. Δίπλα ή πίσω από το ελατήριο, τοποθετήστε και στερεώστε έναν χάρακα με χωρίσματα χιλιοστών.

3. Σημειώστε και σημειώστε τη διαίρεση του χάρακα ενάντια στην οποία πέφτει ο δείκτης του ελατηρίου.

4. Κρεμάστε ένα βάρος γνωστής μάζας από το ελατήριο και μετρήστε την προέκταση του ελατηρίου που προκαλείται από αυτό.

5. Στο πρώτο βάρος, προσθέστε το δεύτερο, το τρίτο κ.λπ. βάρη, καταγράφοντας κάθε φορά την επιμήκυνση | Χ| ελατήρια.

Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των μετρήσεων, συμπληρώστε τον πίνακα:

		φάεξτρ = mg, Ν	׀ ‌Χ, 10–3 μ	κπρβλ., N/m

6. Με βάση τα αποτελέσματα της μέτρησης, κατασκευάστε ένα γράφημα της εξάρτησης της ελαστικής δύναμης από την επιμήκυνση και, χρησιμοποιώντας το, προσδιορίστε τη μέση τιμή της ακαμψίας του ελατηρίου κ c.p.

Υπολογισμός σφαλμάτων άμεσων μετρήσεων.

Επιλογή 1. Υπολογισμός τυχαίου σφάλματος.

1. Υπολογίστε τη ακαμψία του ελατηρίου σε κάθε ένα από τα πειράματα:

k =	φά	,
	│Χ│

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

Καταγράψτε τα αποτελέσματα σε πίνακα.

3. Να υπολογίσετε το σχετικό σφάλμα ε = Δ κΤετ / κΤετ 100%

4. Συμπληρώστε τον πίνακα:

	φάέλεγχος, Ν	׀ ‌Χ, 10–3 μ	κ, N/m	κπρβλ., N/m	Δ κ, N/m	Δ κπρβλ., N/m

5. Γράψτε την απάντηση στη φόρμα: κ = κ cf ± ∆ κ cf, ε =…%, αντικαθιστώντας τις αριθμητικές τιμές των ποσοτήτων που βρέθηκαν σε αυτόν τον τύπο.

Επιλογή 2. Υπολογισμός σφάλματος οργάνου.

1. κ = mg/ΧΓια τον υπολογισμό του σχετικού σφάλματος χρησιμοποιούμε τον τύπο 1 σελίδα 344 του σχολικού βιβλίου.

ε = ∆ ΕΝΑ/ΕΝΑ + ∆ΣΕ/ΣΕ + ∆ΜΕ/ΜΕ = ε Μ + ε σολ + ε Χ.

∆Μ= 0,01 10 -3 kg; ∆ σολ= 0,2 kg m/s s; ∆ Χ=1 mm

2. Υπολογίστε μέγιστοςσχετικό σφάλμα με το οποίο βρίσκεται η τιμή κ cf (από εμπειρία με ένα φορτίο).

ε = ε Μ + ε σολ + ε Χ = ∆Μ/Μ + ∆σολ/σολ + ∆Χ/Χ

3. Βρείτε το ∆ κ cf = k cf ε

4. Συμπληρώστε τον πίνακα:

5. Γράψτε την απάντηση στη φόρμα: κ = κ cf ± ∆ κ cf, =…%, αντικαθιστώντας τις αριθμητικές τιμές των τιμών που βρέθηκαν σε αυτόν τον τύπο.

Επιλογή 3. Υπολογισμός με τη μέθοδο εκτίμησης του σφάλματος έμμεσων μετρήσεων

1. Για να υπολογίσετε το σφάλμα, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε την εμπειρία που λάβαμε κατά το πείραμα Νο. 4, επειδή αντιστοιχεί στο μικρότερο σχετικό σφάλμα μέτρησης. Υπολογισμός ορίων φά min και φά max , που περιέχει την πραγματική τιμή φά, υποθέτοντας ότι φά min = φά – Δ φά, φάμέγ.= φά + Δ φά.

2. Αποδοχή Δ φά= 4Δ Μ· σολ, όπου Δ Μ- σφάλμα κατά την κατασκευή των βαρών (για αξιολόγηση, μπορούμε να υποθέσουμε ότι Δ Μ= 0,005 kg):

Χ min = Χ – ∆Χ Χμέγ.= Χ + ∆Χ, όπου Δ Χ= 0,5 mm.

3. Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο εκτίμησης του σφάλματος των έμμεσων μετρήσεων, υπολογίστε:

κμέγ.= φάΜέγιστη / Χελάχ κ min = φά min / ΧΜέγιστη

4. Υπολογίστε τη μέση τιμή kcp και το απόλυτο σφάλμα μέτρησης Δ κσύμφωνα με τους τύπους:

κ cf = ( κμέγιστο + κ min)/2 ∆ κ = (κΜέγιστη- κ min)/2

5. Υπολογίστε το σχετικό σφάλμα μέτρησης:

ε = ∆ κΤετ / κΤετ 100%

6. Συμπληρώστε τον πίνακα:

φά min, H	φά max, H	Χ min, m	Χμέγ., m	κ min , N/m	κμέγ., N/m	κπρβλ., N/m	Δ κ, N/m

7. Σημειώστε το αποτέλεσμα στο τετράδιο εργαστηριακών εργασιών στη φόρμα κ = κ cp ± ∆ κ, ε = …% αντικαθιστώντας τις αριθμητικές τιμές των ποσοτήτων που βρέθηκαν σε αυτόν τον τύπο.

Καταγράψτε το συμπέρασμα για την εργασία που έγινε στο τετράδιο για το εργαστήριο.

IV. Αντανάκλαση

Προσπαθήστε να συνθέσετε ένα συγχρονισμό σχετικά με την έννοια του «μαθήματος – πρακτικής». Sinkwine (μετάφραση από τα γαλλικά - πέντε γραμμές): Η πρώτη γραμμή είναι ένα ουσιαστικό (ουσία, τίτλος του θέματος).

Η δεύτερη γραμμή είναι μια περιγραφή των ιδιοτήτων-ιδιοτήτων του θέματος με λίγα λόγια (δύο επίθετα).

Η τρίτη γραμμή είναι μια περιγραφή της δράσης (συναρτήσεων) στο πλαίσιο του θέματος με τρία ρήματα.

Η τέταρτη γραμμή είναι μια φράση (φράση) τεσσάρων λέξεων, που δείχνει τη στάση στο θέμα.

Η πέμπτη γραμμή είναι ένα μονολεκτικό συνώνυμο (ουσιαστικό), το οποίο επαναλαμβάνει την ουσία του θέματος (στο πρώτο ουσιαστικό).