Экспериментальное задание

Экспериментальное

задание

Горловский региональный институт ВНЗ ВМУРоЛ «Украина»Секция физики и астрономии

г.Горловка, 2011

Экспериментальное задание

Это исследование физического явления, по возможности, достаточно полное и комплексное.

Комплексное исследование явления: - изучение различных его аспектов, - получение зависимостей конечного результата от

целого набора разнообразных параметров. - комплекс исследований включает в себя

применение знаний из различных разделов физики.

Каждое экспериментальной задание имеет свои собственные специфические особенности, которые могут потребовать особых подходов в решении.

Традиционные этапы выполнения экспериментального задания.

Экспериментальное задание

1. Ознакомление с условием задания и предложение оборудования.

• четко уяснить смысл предлагаемого задания, понять его основные этапы, увидеть взаимосвязи между различными его частями.

• ознакомиться с перечнем предлагаемого оборудования, убедиться в его наличии, вспомнить название и назначение каждого прибора.

• если же в приведенном перечне что-то непонятно, то уточните его назначение.

• сформулируйте цели, которые должны быть достигнуты в ходе выполнения каждого пункта задания.

• в том же случае, когда задача заключается в изучении какого-либо закона, либо в экспери-ментальной проверке формулы, требуется конкретизация – какие именно зависимости следует получить.

• часто эти зависимости могут быть указаны в подпунктах заданий, поэтому не следует сразу бросаться за выполнение одного из пунктов, не дочитав всего условия до конца. 

1. Ознакомление с условием задания и предложение оборудования.

• заранее иметь вид исследуемых зависимостей

• подумать о возможном упрощении полученных функций, о возможности их линеаризации.

• выяснить, численные значения каких физических параметров необходимо знать (или измерять) обязательно, а без каких можно обойтись.

• предусмотреть, что измерение даже одной физической величины, проводится несколько раз

• план, в ходе работы, может быть скорректирован

2. Построение математической модели изучаемого явления

Чем меньше величин надо измерять, тем лучше схема эксперимента.

Уменьшение числа измеряемых параметров упрощает эксперимент, сокращает время его проведения, повышает точность и достоверность полученных результатов.

• подготовить предварительный эскиз (рисунок) экспериментальной установки

• при сборке следует стремиться к ее надежности, устойчивости, удобству работы

• найти место возле установки для экспериментатора

• провести предварительные измерения

• модернизировать установку, изменять порядок проведения измерений, или сделать вывод о ее непригодности.

3. Разработка схемы экспериментальной установки, ее реализация, проведение

предварительных измерений.

• подготовьте таблицу для записи полученных результатов

• при исследовании зависимостей варьируйте в максимально возможных пределах

• проведите не менее 10 измерений

• записывайте результаты с той максимальной точностью, которую обеспечивает ваша установка

• мысленно анализируйте получаемые данные

4. Проведение измерений.

вычислите численное значение измеряемых физических величин;

оцените их погрешностей;

правильно округлите результат;

грамотно постройте график;

обработайте графические зависимости

5. Обработка результатов измерений.

Будьте честны перед собой

- подгонка результатов (как умышленная, так и неумышленная) иногда может принести несколько лишних баллов, но чаще видна не вооруженным глазом (особенно если авторы задания заложили некоторый подвох), и не к чему хорошему не приводит. 

Провести качественный анализ полученных результатов и сделать обоснованные выводы: •эксперимент полностью подтверждает теорети-ческие данные (что маловероятно);•экспериментальные данные в пределах погреш-ности измерений совпадают с теоретическими расчетами (оптимальный вариант);•эксперимент качественно подтверждает теорию (тоже неплохо);•экспериментальные данные опровергают теорети-ческую модель (победа экспериментатора над силой разума).

6. Сравнение экспериментальных данных с теоретическими расчетами.

1. Название работы 2. Формулировка цели (конкретизация названия)3. Оборудование4. Теоретическое описание (кратко изложить вывод

формул)5. Схема установки (указать основные элементы

вашей установки) 6. Таблицах результатов измерений, расчетов 7. Обработки результатов измерений 8. Вывод

6. Оформление работы.

1. Тема Измерение объёма спичечного коробка

2. Цель Методом непрямых измерений определить объём спичечного коробка

3. Оборудование линейка деревянная, коробок спичечный картонный

4. Теоретическое описание коробка представляет собой параллелепипед, объём которого рассчитывается по формуле V = abc , где a - длина, b - ширина, c –высота коробка

5. Схема установки приложить коробок к линейке так, как показано на рисунке

Экспериментальная задача

Экспериментальная задача6. Таблицах результатов измерений, расчетов

Физическая величина

Длинаa(мм)

Ширинаb(мм)

Высотаc(мм)

Результаты измерений

52,0 36,0 14,0

51,0 37,0 16,0

51,5 36,0 15,5

51,9 36,1 15,6

51,7 36,4 15,8

Среднее 51,62 36,3 15,38

Инструмент. погрешность

0,5 0,5 0,5

Погрешность измерений

0,5 0,5 0,5

Полная погрешность

1 1 1

7. Обработки результатов измерений значений объема коробка в таблице нет, эта величина есть

результат косвенного измерения, поэтому рассчитывается по средним значениям результатов прямых измерений.

V = 51,62·36,3·15,38=28819,13628(мм3)≈28,82см3

Рассчитываем погрешность косвенного измерения

Записываем окончательный результат с учетом правил округления: V =28,82 ± 0,78 (см3)

Рассчитаем относительную погрешность

Экспериментальная задача

%71,2%10082,28

78,0

222

cba срcрcр

cbaVV

3

222

78,038,15

384,0

3,36

32,0

62,51

296,082,28 смV

8. Вывод

Мы определили объём спичечного коробка методом

непрямых измерений. Получили результат V =28,82см3

Так как коробок старый и помятый, то результаты измерений

различны. Учитывая это мы рассчитали абсолютную ∆V =

0,78 см3 и относительную погрешность измерений ε =

2,71%. Окончательный результат

V =28,82 ± 0,78 (см3)

Экспериментальная задача

2. Определение плотности неизвестного материала.Задание. Определить плотность материала, находящегося в одном из двух кусков пластилина, если известно, что масса пластилина в обоих кусках одинакова.

Оборудование. Два куска пластилина; сосуд с жидкостью, плотность которой известна; весы с разновесом, нитка.Примечание: извлекать неизвестный материал из пластилина нельзя.

Экспериментальная задача

http:/physics.inmart.ua

Сайт “ Фізика для всіх ”

Наступне заняття – 23.11.2011