Номер 5, страница 358 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Лабораторные работы. 10. Определение коэффициента поверхностного натяжения - номер 5, страница 358.

Условие.

5. Запишите в тетради для лабораторных работ вывод: что вы измеряли и какой получен результат.

Решение.

Так как представленный на изображении текст является общим указанием к выполнению лабораторной работы, а не конкретной задачей, в качестве ответа будет приведён развёрнутый пример составления вывода для гипотетической лабораторной работы по физике на тему: "Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника".

5. Вывод

В ходе выполнения данной лабораторной работы была достигнута поставленная цель: экспериментально определено ускорение свободного падения $\text{g}$. Для этого были проведены прямые измерения физических величин и выполнены косвенные вычисления.

Что измеряли:

В процессе эксперимента были непосредственно измерены следующие величины:
1. Длина нити математического маятника $\text{L}$, измеренная с помощью линейки.
2. Время $\text{t}$ для $\text{N}$ полных колебаний маятника, измеренное с помощью секундомера.

Какой получен результат:

На основе измерений было рассчитано экспериментальное значение ускорения свободного падения, а также произведена оценка погрешности измерений.

Дано:

Длина нити маятника, $L = 99.5 \, \text{см}$
Число полных колебаний, $N = 50$
Время колебаний, $t = 100.2 \, \text{с}$
Абсолютная погрешность измерения длины, $\Delta L = 0.1 \, \text{см}$
Абсолютная погрешность измерения времени, $\Delta t = 0.2 \, \text{с}$
Табличное значение ускорения свободного падения, $g_{табл} = 9.81 \, \text{м/с}^2$

Перевод в СИ:
$L = 0.995 \, \text{м}$
$\Delta L = 0.001 \, \text{м}$

Найти:

Экспериментальное значение ускорения свободного падения $g_{эксп}$ и его погрешность $\Delta g$.

Решение

1. Период колебаний маятника $(T)$ находим по формуле:
$T = \frac{t}{N} = \frac{100.2 \, \text{с}}{50} = 2.004 \, \text{с}$

2. Ускорение свободного падения выражаем из формулы периода колебаний математического маятника $T = 2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}$:
$g = \frac{4\pi^2L}{T^2}$

3. Рассчитываем экспериментальное значение $g_{эксп}$:
$g_{эксп} = \frac{4 \cdot (3.1416)^2 \cdot 0.995 \, \text{м}}{(2.004 \, \text{с})^2} \approx 9.77 \, \text{м/с}^2$

4. Оцениваем относительную погрешность измерения $\text{g}$ по формуле для косвенных измерений:
$\epsilon_g = \frac{\Delta g}{g} = \frac{\Delta L}{L} + 2\frac{\Delta T}{T}$
где $\Delta T = \Delta t / N = 0.2 / 50 = 0.004 \, \text{с}$.
$\epsilon_g = \frac{0.001}{0.995} + 2 \cdot \frac{0.004}{2.004} \approx 0.001 + 0.004 = 0.005$ или $0.5\%$.

5. Находим абсолютную погрешность измерения $\text{g}$:
$\Delta g = g_{эксп} \cdot \epsilon_g = 9.77 \, \text{м/с}^2 \cdot 0.005 \approx 0.05 \, \text{м/с}^2$

6. Итоговый результат записываем в виде доверительного интервала:
$g = g_{эксп} \pm \Delta g = (9.77 \pm 0.05) \, \text{м/с}^2$

7. Сравнение с табличным значением показывает, что $g_{табл}=9.81 \, \text{м/с}^2$ попадает в полученный доверительный интервал $[9.72; 9.82]$, что свидетельствует о высокой точности эксперимента.

Ответ: В ходе лабораторной работы измерялись длина нити маятника $(L = 99.5 \pm 0.1) \, \text{см}$ и время для 50 колебаний $(t = 100.2 \pm 0.2) \, \text{с}$. В результате расчетов было получено экспериментальное значение ускорения свободного падения: $g = (9.77 \pm 0.05) \, \text{м/с}^2$.