Обработка результатов измерений

1. Найти среднее арифметическое значение времени по формуле:

,

где – число измерений; занести в табл. 1.

2. Найти абсолютные погрешности каждого измерения по формулам: ; и т.д.

3. Возвести в квадрат каждое значение .

4. Вычислить по формуле:

, занести в табл. 2.

5. Задать доверительную вероятность (обычно ).

6. По таблице найти коэффициент Стьюдента для данного числа измерений и вероятности .

7. Найти по формуле .

8. Найти абсолютную погрешность по формуле:

,

помня, что абсолютная погрешность округляется до первой значащей цифры(см. приложение 2).

9. Определить относительную погрешность по формуле:

.

10. Окончательный результат представить в виде:

.

11. По формулам (1) – (6) вычислить все кинематические характеристики движения, подставляя время, как среднее значение из таблицы 1. Занести значения кинематических характеристик в таблицу 3.

12. Вычислить относительные погрешности для высоты и радиуса по формулам:

; .

13. Вычислить относительные и абсолютные погрешности всех кинематических характеристик по следующим формулам:

14. Окончательный результат записать в виде:

.

15. Результаты обработки косвенных измерений занести в табл. 3.

16. По проделанной работе сделать вывод.

Таблица 3

	м	м	м/с2	м/с	рад/с	рад/с2	м/с2	м/с2
Среднее значение
Относительная погрешность
Абсолютная погрешность

Приложение 1

Таблица некоторых значений
коэффициентов Стьюдента

n a
0,9	6,3	2,9	2,4	2,1	2,0	1,9	1.8	1,7
0,95	12,7	4,3	3,2	2,8	2,6	2,4	2,3	2,0

Приложение 2

Точность вычислений

В итоге измерений или вычислений получается число, в котором различают цифры верные, не содержащие ошибок, и сомнительные, в которых содержатся погрешности.

Абсолютная погрешность показывает, в каком знаке определяемой величины содержится неточность. Поэтому абсолютная погрешность должна быть вычислена с точностью до первой значащей цифры, а численное значение искомой величины должно оканчиваться на этом знаке.

Например, . Округляем: , соответственно . Окончательный результат: .

В промежуточных вычислениях пишут ещё одну цифру, что даёт возможность более точно округлить окончательный результат.

Правила округления

1. При сложении (вычитании) приближённых чисел округление слагаемых производится до разряда, на единицу большего, чем разряд наименее точного числа. В окончательном результате сохраняется столько значащих цифр, сколько их в наименее точном числе.

Например, .

(Здесь - наименее точное число).

Без округления это выглядело бы так:

^.

2. При умножении (делении) приближённых чисел в каждом сомножителе остаётся столько значащих цифр, сколько их имеется в сомножителе с наименьшим числом цифр. В окончательном результате остаётся такое же число значащих цифр, какое имеется в сомножителях после их округления.

Например, .

Без округления это выглядело бы так: .

3. При возведении в степень берётся столько значащих цифр, сколько их в основании степени. Например, .

4. При извлечении корня в результате берётся столько значащих цифр, сколько их в подкоренном выражении.

Например, .

Контрольные вопросы:

1. Какие измерения называются прямыми, какие косвенными? Приведите примеры.

2. Что такое промах, систематическая и случайная погрешности.

3. Как находится абсолютная и относительная погрешности?

4. Как записать окончательный результат при прямых измерениях?

5. Что такое доверительная вероятность и доверительный интервал?

6. Знать последовательность операций при нахождении погрешности прямых измерений.

7. Знать последовательность операций при нахождении погрешности косвенных измерений.

8. Сколько значащих цифр должна иметь абсолютная погрешность результата измерений и почему?

9. Знать физический смысл всех кинематических характеристик, формулы для их расчета и уметь определять направления их векторов.

10. Вывести формулы для определения .

Рекомендуемая литература

1. Трофимова Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова. – М.: Высшая школа, 2004. – С. 6-14.

2. Детлаф А.А. Курс физики / А.А. Детлаф, Б.М.Яворский. – М.: Высшая школа, 2000. С. 8-18, 47-50.

Составители: Егорова С.И., Лемешко Г.Ф., Пруцакова Н.В.

Фронтальная
лабораторная работа по механике

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РАВНОПЕРЕМЕННОГО ДВИЖЕНИЯ

Методические указания

Редактор Т.В. Колесникова

________________________

В печать 25.02.2015.

Объем 1,0 усл.п.л. Офсет. Формат 60x84/16.

Бумага тип №3. Заказ № Тираж 100 экз. Цена свободная

________________________

Издательский центр ДГТУ

Адрес университета и полиграфического предприятия:

344000, г. Ростов-на-Дону, пл. гагарина, 1.