№1
для определения сопротивления проводника r измерялись напряжение на его концах u и сила тока i. получены следующие результаты: u=24 b; i=0,75 a. класс точности вольтметра kv=1,0; его предел измерения пv=50b; для амперметра ka=0,2; па=1,5a. оцените абсолютную приборную ошибку определения сопротивления δr и относительную eδ.
№2
пузырек воздуха диаметром 1мм всплывает в воде. пренебрегая плотностью воздуха по сравнению с плотностью воды, а также изменением объёма пузырька, найти установившуюся скорость движения. коэффициент вязкости воды принять равным 0,001 па*с.
Для определения сопротивления проводника r используется закон Ома, который гласит, что напряжение u на концах проводника равно произведению его сопротивления r на силу тока i:
u = r * i
В данной задаче известны значения напряжения u = 24 В и силы тока i = 0,75 А.
Для определения приборных ошибок вольтметра и амперметра используют следующие формулы:
Pv = p * v / 100, где Pv - предел измерения в вольтах, p - класс точности в процентах, v - значение измеряемой величины в вольтах.
Pa = p * a / 100, где Pa - предел измерения в амперах, p - класс точности в процентах, a - значение измеряемой величины в амперах.
Из условия известно, что класс точности вольтметра kv = 1,0, его предел измерения пv = 50 В, класс точности амперметра ka = 0,2, его предел измерения па = 1,5 А.
Для определения абсолютной приборной ошибки определения сопротивления проводника запишем формулу для δr:
δr = (δu / u) + (δi / i)
где δu - абсолютная приборная ошибка измерения напряжения, δi - абсолютная приборная ошибка измерения силы тока.
Для определения относительной приборной ошибки определения сопротивления проводника запишем формулу для eδ:
eδ = δr / r
Теперь решим задачу пошагово:
Шаг 1: Вычислим абсолютную приборную ошибку измерения напряжения δu.
δu = Pv / 100 = 50 * 1 / 100 = 0,5 В
Шаг 2: Вычислим абсолютную приборную ошибку измерения силы тока δi.
δi = Pa / 100 = 1,5 * 0,2 / 100 = 0,003 А
Шаг 3: Вычислим абсолютную приборную ошибку определения сопротивления проводника δr.
δr = (δu / u) + (δi / i) = (0,5 / 24) + (0,003 / 0,75) ≈ 0,02083 Ом
Шаг 4: Вычислим относительную приборную ошибку определения сопротивления проводника eδ.
eδ = δr / r = 0,02083 / r
Ответ:
Абсолютная приборная ошибка определения сопротивления проводника δr ≈ 0,02083 Ом.
Относительная приборная ошибка определения сопротивления проводника eδ ≈ 0,02083 / r.
№2
Для решения этой задачи воспользуемся законом Архимеда, который гласит, что вес погруженного в жидкость тела равен выталкивающей силе, равной весу вытесненной жидкости:
Fв = Fж
В данной задаче известен диаметр пузырька d = 1 мм, коэффициент вязкости воды η = 0,001 Па·с (паскаль-секунда). Пузырёк всплывает, то есть на него действует равнодействующая сил вверх.
Выталкивающая сила Fж вычисляется по формуле:
Fж = g * Vж
где g - ускорение свободного падения, Vж - объём вытесненной воды.
Выталкивающая сила также может быть вычислена через давление P:
Fж = P * S
где P - давление, S - площадь поверхности пузырька.
Объем вытесненной жидкости Vж можно выразить через диаметр пузырька d:
Vж = (π * d³) / 6
Площадь поверхности пузырька S может быть выражена через диаметр d:
S = π * d² / 4
Подставим все значения в формулы:
Fж = g * ((π * d³) / 6)
Fж = P * (π * d² / 4)
Так как Fв = Fж, то можем приравнять выражения:
g * ((π * d³) / 6) = P * (π * d² / 4)
Сократим π и d²:
(g * d) /6 = P/4
Пусть υ - скорость движения пузырька. Тогда можно записать вяноющее пузырька силу:
Fвяз = 6 * π * η * d * υ
Подставим значения:
φвяз = 6 * 3,14 * 0,001 * 1 * υ
Сравниваем фон и выталкивающую силу:
Фв = Фж + Фвяз
Фв - сила тяжести пузырька.
Сравниваем фоны и выталкивающие силы:
ρв * g * Vп * υ = mв * g - 6 * 3,14 * 0,001 * 1 * υ
ρв - плотность воды, g - ускорение свободного падения, mв - масса пузырька.
Поскольку по условию ρв а.е. >> ρа, то mр тоже, и его можно сократить:
ρв * Vп * υ = mр * ג
Vп = (4πd³) / 3
ρв * (4πd³) / 3 * υ = mр * ג
Тогда скорость движения пузырёка равна:
υ = 2 * ג * d² / 9ηр
ответ:
Установившаяся скорость движения пузырька равна 2 * 9,81 * (0,001 / 0,001) / 9 * 1 * 10⁻⁶ м/с.