Практикум по дисциплине «Физика» для студентов 1 курса всех форм обучения по направлениям подготовки бакалавров

4. Порядок выполнения работы
Задание 1. Измерение диаметра проволоки с помощью микрометра.
1. Измерьте не менее 7 раз диаметр проволоки в разных местах. Результаты занести в табл. 6.
Таблица 6

Номер измерения
1
…
…
…
7

2. Определите границу допускаемой абсолютной ошибки микрометра  (приборная ошибка).
3. Вычислите среднее значение диаметра , среднеквадратическое отклонение по формулам методики обработки результатов прямых измерений (случай 2).
4. Определите границу доверительного интервала для заданной доверительной вероятности (задается преподавателем) и числа опытов n.
Сравните приборную погрешность с доверительным интервалом. В окончательный результат запишите большее значение .
Задание 2. Определение объема цилиндра с помощью микрометра и штангенциркуля.
1. Измерьте не менее 7 раз диаметр цилиндра микрометром, а высоту штангенциркулем. Результаты измерений запишите в таблицу (табл. 7).
Таблица 7

Номер измерения
1
…
…
…
7

2. Определите объем цилиндра для каждого отдельного измерения
(24)
3. Определите и по формулам методики обработки результатов прямых измерений (случай 2).
4. Определите доверительный интервал для косвенно измеряемой величины по заданной доверительной вероятности и числу опытов n.
 .
5. Оцените границу абсолютной допускаемой ошибки микрометра и штангенциркуля и .
6. Вычислите относительную приборную ошибку для объёма цилиндра по формуле
 (25)
где и берутся из таблицы результатов опытов (табл. 7) и соответствуют случаю, когда  .
7. Вычислите абсолютную приборную погрешность объема


(26)
8. Сравните абсолютную приборную погрешность и доверительный интервал. Если они одного порядка, то ошибка измерения объема вычисляется по формуле:
 . (27)
Если они отличаются хотя бы на порядок, то берется наибольшая ошибка.
9. Окончательный результат запишите в виде:
 . (28)
Примечание. При расчёте приборной ошибки по формуле (25) одновременно учитывается и ошибка, обусловленная округлением чисел, так как они подчиняются одному и тому же закону распределения.

Контрольные вопросы

1. Опишите известные Вам виды измерений.
2. Дайте определение систематической и случайной ошибкам. В чём состоит их основное различие?
3. Какие виды ошибок подчиняются равномерному распределению?
4. Опишите порядок обработки результатов прямых (косвенных) измерений.
5. Почему при измерении объема цилиндра Вам рекомендовалось диаметр измерять микрометром, а высоту — штангенциркулем?
6. Относительная ошибка измерения массы тела составляет 1%, а его скорости—2%. С какой относительной ошибкой можно по таким данным вычислить кинетическую энергию тела?