Лабораторная работа № 3, страница 22 - гдз по физике 7 класс учебник Пурышева, Важеевская

1. Определите цену деления шкалы часов или секундомера. Запишите значение цены деления и погрешность измерения в таблицу 5. (Абсолютная погрешность измерения времени с помощью секундомера равна цене деления.)

Для выполнения лабораторной работы был использован гипотетический механический секундомер. Предположим, что на его шкале оцифрованные деления (с числами) нанесены через каждые 10 секунд. Промежуток между двумя соседними оцифрованными метками (например, 0 с и 10 с) разделен на 10 больших делений. Каждое большое деление, в свою очередь, разделено на 5 малых делений. Расчет цены деления производится для наименьшего деления на шкале.

Дано:

Значение интервала между оцифрованными метками: $10 \text{ с}$

Количество больших делений в интервале: $N_{больш} = 10$

Количество малых делений в одном большом: $N_{мал} = 5$

Найти:

Цена деления секундомера $C$

Абсолютная погрешность измерения $\Delta t$

Решение:

1. Найдем цену большого деления: $C_{больш} = \frac{10 \text{ с}}{N_{больш}} = \frac{10 \text{ с}}{10} = 1 \text{ с}$.

2. Найдем цену малого деления, которая является ценой деления прибора: $C = \frac{C_{больш}}{N_{мал}} = \frac{1 \text{ с}}{5} = 0,2 \text{ с}$.

3. Согласно условию лабораторной работы, абсолютная погрешность измерения времени $\Delta t$ равна цене деления секундомера. $\Delta t = C = 0,2 \text{ с}$.

Ответ: Цена деления используемого секундомера составляет $C = 0,2 \text{ с}$. Абсолютная погрешность измерения времени равна $\Delta t = 0,2 \text{ с}$.

2. Научитесь совмещать начало отсчёта времени с началом движения шарика...

Было выполнено тренировочное упражнение для отработки навыка одновременного запуска секундомера и начала движения шарика. Это позволяет уменьшить систематическую ошибку, связанную с временем реакции экспериментатора.

Ответ: Навык синхронизации начала измерения и начала движения отработан.

3. Измерьте время движения шарика по столу t₁.

Проведено измерение времени движения шарика по ровной горизонтальной поверхности стола. В результате прямого измерения с помощью секундомера было получено значение:

$t_{1, изм} = 3,4 \text{ с}$

Результат измерения записывается в виде $(t_{изм} \pm \Delta t)$, где $\Delta t$ — абсолютная погрешность измерения.

Ответ: Результат измерения времени движения шарика по столу $t_1 = (3,4 \pm 0,2) \text{ с}$.

4. Подвесьте шарик на нити к штативу (рис. 18)...

Собрана экспериментальная установка, состоящая из штатива с муфтой и кольцом, к которому подвешен шарик на нити. Установка представляет собой математический маятник.

Ответ: Экспериментальная установка для измерения времени колебаний маятника собрана.

5. Измерьте время нескольких колебаний шарика t₂...

Для повышения точности измерения периода колебаний измеряется время не одного, а нескольких полных колебаний. Измерим время $t_2$, за которое маятник совершает $N=20$ полных колебаний. Одно полное колебание — это движение маятника от одной крайней точки до другой и обратно. Измерение начинается в момент прохождения маятником одного из крайних положений и заканчивается после 20-го возвращения в ту же точку.

Предположим, что в результате измерения времени 20 колебаний было получено значение:

$t_{2, изм} = 19,8 \text{ с}$

Ответ: Результат измерения времени 20 полных колебаний шарика $t_2 = (19,8 \pm 0,2) \text{ с}$.

6. Результаты всех измерений запишите в таблицу 5, учитывая абсолютную погрешность измерений.

Результаты, полученные в ходе выполнения работы, занесены в таблицу 5.

Ответ: Все результаты измерений и расчетов занесены в итоговую таблицу.