microbik.ru
1

Лабораторная работа №

«Название лабораторной работы»

Цель работы: (ознакомление с методами измерения физических величин; изучение физических явлений и законов …).

Приборы и материалы: (перечислить все используемое в лабораторной работе оборудование).

Теоретическое обоснование: (Выводятся основные расчетные формулы, проводится краткое (схематическое) обоснование эксперимента).

Ход работы: (Кратко описываются основные этапы выполнения лабораторной работы. Результаты измерений и расчета погрешностей заносят в таблицу).

^ Расчет погрешностей:

Результат измерения физической величины всегда отличается от ее истинного значения, наиболее точно отражающего соответствующую физическую характеристику. Действительное значение – значение физической величины, найденное экспериментально. Точность измерения определяется близостью действительного значения физической величины к истинному. Отклонение результата измерения от истинного значения называется погрешностью измерений. Качество измерений физической величины характеризуется абсолютной и относительной погрешностью.

^ Абсолютная погрешность (Δа) при однократном прямом измерении равна приборной погрешности.

Инструментальные погрешности мер и измерительных приборов




Деревянная линейка (мм)

Линейка (мм)

Мерная лента (см)

Весы учебные (г)

Гири 4 класса

Измерительный цилиндр (мл)

Номинальное значение

300 – 350

200 – 250

150

200

100 г

50 г

20 г

10 г

5 г

2 г

1 г

мг

500

250

100

50

Цена деления

1

1

0,5



















5

5

1

1

Погрешность

0,5

1

0,25

0,1

0,04

0,03

0,02

0,012

0,008

0,006

0,004

0,001

5

2,5

1

0,5

Класс точности







































Динамометр уч. (Н)

Термометр лабораторный ртутный (0С)

Термометр (не ртутный (0С))

Амперметр (А)

Вольтметр (В)

Барометр анероид (мм.рт.ст.)

Набор сопротивлений (Ом)

Секундомер (с)

Транспортир (рад)

Штангенциркуль (мм)

Номинальное значение

4





2

4

720 - 780

1

2

4

0 – 30

3,14



Цена деления

0,1

1



0,1

0,2

1







0,2

0,017



Погрешность

0,05

1

ЦД

0,08

0,1

0,16

0,2

3







0,1

0,02



Класс точности







4%

5%

4%

5%















Результат однократного измерения принято записывать в виде : а = аизмеренное Δа. Затем результат откладывают на числовой оси:




Относительная погрешность (ε) при однократном измерении – безразмерная физическая величина, равная отношению абсолютной погрешности к измеренному значению физической величины:



Точность измерений различных физических величин сравнивают по их относительным погрешностям. Чем меньше относительная погрешность, тем выше точность измерения.

^ Погрешность справочных и табличных величин (если погрешность не указана) составляет пять единиц разряда, следующего после последней значащей цифры (Например: g = 9,8 м/с2; Δg = 0,05 м/с2).

^ Погрешности при прямых измерениях физической величины:

Прямое измерение – нахождение числового значения искомой физической величины непосредственно средствами измерения.

Точность результата однократного измерения значения физической величины невелика, вследствие двух погрешностей, которые невозможно исключить в процессе опыта:

^ Случайная погрешностьпогрешность, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях. Она вызывается непостоянством внешних условий и несовершенными действиями экспериментатора.

^ Грубая погрешность (промах)погрешность, существенно превышающая ожидаемую при данных условиях. Грубая погрешность обусловлена ошибочным отсчетом или временной неисправностью измерительного прибора.

Для уменьшения влияния случайных факторов проводят многократные измерения данной физической величины а1, а2, а3, … аn. При этом результаты измерений, содержащих промахи, исключаются из дальнейшей обработки результатов.

В качестве действительного значения физической величины принимают среднее арифметическое измеряемой величины:

, где n – число измерений.

^ Случайную погрешность оценивают как модуль отклонения результатов измерений то среднего арифметического значения:



Результирующая абсолютная погрешность Δа при прямых измерениях физической величины а учитывает как приборную Δапр, так и случайную Δасл погрешность и находится как их сумма:

Δа = Δапр+ Δасл

Значение физической величины, полученное в результате прямого измерения, записывается в виде:

а = аср Δа и откладывается на числовой оси.

Относительная погрешность при прямых измерениях высчитывается по формуле:



Существуют определенные правила записи окончательного результата измерений физической величины. Абсолютная погрешность приводится с одной значащей цифрой после запятой. Две значащие цифры необходимо сохранять, если первой значащей цифрой после запятой, характеризующей величину погрешности, будет 1. (Например: значение 11, 394576 округляем до 11,4; значение 11,001346 округляем до 11,0013). При записи окончательного результата значения измеряемой величины, разряд последней значащей цифры должен совпадать с разрядом последней значащей цифры абсолютной погрешности. (Например: а = (12,6 0,4)м; а = (12,64 0,14)м).

^ Расчет погрешностей при косвенных измерениях физической величины

Косвенное измерение – нахождение числового значения искомой физической величины по формуле, связывающей ее с другими физическими величинами, определяемыми в результате прямых измерений.

Погрешности косвенно измеряемой величины зависит от погрешностей всех величин, входящих в расчетную формулу. В таблице представлены выражения для расчета относительной погрешности физической величины а, измеряемой косвенно и зависящей от величин x и y, имеющих абсолютные погрешности Δx и Δy:

а

ε

С(x + y)



C(x – y)



Cxy; C



C xk yn



Абсолютная погрешность Δа величины а находится по формуле Δа = аср ε. Окончательный результат записывают в виде а = аср Δа и откладывают на числовой оси.

Вывод: (Записываются основные результаты эксперимента, и делается логическое заключение).