Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Топ:
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Когда производится ограждение поезда, остановившегося на перегоне: Во всех случаях немедленно должно быть ограждено место препятствия для движения поездов на смежном пути двухпутного...
Интересное:
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Дисциплины:
 2019-12-17 |
 262 |
из
5.00
|
Заказать работу |
|
|
|
|
Лабораторная работа №1
Задания для моделирования
I. Определение оптимального радиуса шарика.
1. В столбец А ввести параметры эксперимента.
В ячейку А 1 ввести заголовок «ρ, кг/м3» (плотность шарика).
В ячейку А 2 ввести значение 7800.
В ячейку А 3 ввести заголовок «ρж, кг/м3» (плотность жидкости).
В ячейку А 4 ввести значение 960.
В ячейку А 5 ввести заголовок «η, Па·с» (коэффициент вязкости). В ячейку А 6 ввести значение1.
В ячейку А 7 ввести заголовок «R, м» (радиус сосуда). В ячейку А 8 ввести значение 0,015.
В ячейку А 9 ввести заголовок «h, м» (высота сосуда).
В ячейку А 10 ввести значение 0,3.
В ячейку А 11 ввести заголовок «g, м/с2», (ускорение свободного падения).
В ячейку А 12 ввести значение 9,81.
2. В столбец В, начиная с ячейки В2, ввести значения радиуса шарика r = 0,5–3,5 мм с интервалом 0,5 мм. В ячейку В1 ввести заголовок «r, мм» (радиус сосуда).
3. В ячейку С 1 ввести заголовок «vр» (скорость равномерного движения шарика).
Рассчитать скорость равномерного движения шарика в жидкости по формуле:
и отобразить в столбце С.
4. В столбец D ввести значения поправки, связанной с наличием стенок сосуда. В ячейку D1 ввести заголовок «k1». В ячейку D2 ввести формулу для расчета поправки:
Скопировать формулу на ячейки D 3– D 8.
5. Рассчитать относительную погрешность, связанную с поправкой, учитывающей влияние стенок сосуда, по формуле:
δ1 = (k1 − 1)⋅100%.
В ячейку Е 1 ввести заголовок «δ1» В ячейку Е 2 ввести формулу.
Скопировать формулу на ячейки Е 3– Е 8.
6. Рассчитать поправку, связанную с конечной высотой сосуда, по формуле:
и ввести результаты в столбец F.
В ячейку F1 ввести заголовок «k2».
В ячейку F2 ввести формулу.
Скопировать формулу на ячейки F3–F8.
|
|
7. Рассчитать относительную погрешность, связанную с наличием поправки, учитывающей конечную высоту сосуда, по формуле:
δ2 = (1 − k2)⋅100%
В ячейку G1 ввести заголовок «δ2» В ячейку G2 ввести формулу.
Скопировать формулу на ячейки G 3– G 8.
8. Рассчитать относительную погрешность, связанную с наличием обеих поправок по формуле:
δ = (1 − k1·k2)⋅100%
В ячейку Н 1 ввести заголовок «δ» В ячейку Н 2 ввести формулу.
Скопировать формулу на ячейки H 3– H 8.
9. Рассчитать относительную погрешность, связанную с погрешностью измерения радиуса шарика:
где ∆r = 0,005 мм – погрешность микрометра.
В ячейку I1 ввести заголовок «δr» В ячейку I2 ввести формулу.
Скопировать формулу на ячейки I 3– I 8.
10. Оформить и распечатать таблицу (табл. 1).
Таблица 1.1
| ρ, кг/м3 | r, мм | v р | k 1 | δ1 | k 2 | δ2 | δ | δr |
| ρж, кг/м3 | ||||||||
| η, Па·с | ||||||||
| R, м | ||||||||
| h, м | ||||||||
| g, м/с2 | ||||||||
11. Сделать вывод.
II. Моделирование движения шарика в вязкой жидкости при установлении режима равномерного движения.
1. Ввести заголовки столбцов в первой строке.
В ячейку А1 ввести N шага (номер шага).
В ячейку В1 ввести t (текущее время).
В ячейку С1 ввести v (скорость).
В ячейку D1 ввести δ _ v (отклонение текущего значения скорости от скорости равномерного движения).
В ячейку E1 ввести S (пройденный путь).
В ячейку F1 ввести a (ускорение).
2. Ввести значения параметров эксперимента в столбцы H и I, подписав каждый:
В ячейку H2 ввести g, м / с 2 (ускорение свободного падения).
В ячейку I2 ввести 9,8.
|
|
В ячейку H3 ввести r, м (радиус шарика).
В ячейку I3 ввести 0,001.
В ячейку H4 ввести η, Па⋅с (вязкость жидкости).
В ячейку I4 ввести 1.
В ячейку H5 ввести ρш , кг / м 3 (плотность шарика).
В ячейку I5 ввести 7800.
В ячейку H6 ввести ρж , кг / м 3 (плотность жидкости).
В ячейку I6 ввести 960.
В ячейку H7 ввести h, м (расстояние, пройденное шариком в воздухе).
В ячейку I7 ввести 0.
В ячейку H8 ввести ∆ t, с (шаг по времени).
В ячейку I8 ввести 0,001
3. Ввести параметры движения шарика:
В ячейку H9 ввести α (коэффициент, 
).
В ячейку I9 ввести формулу для расчета α.
В ячейку H10 ввести β (коэффициент, 
).
В ячейку I10 ввести формулу для расчета β.
В ячейку H11 ввести v 0 (начальная скорость).
В ячейку I11 ввести значение скорости, приобретенной шариком за время падения в воздухе, и рассчитанное по формуле 
.
В ячейку H12 ввести v р (скорость установившегося равномерного движения).
В ячейку I12 ввести формулу для расчета скорости равномерного движения 
.
4. Во вторую строку ввести начальные условия.
В ячейку В2 ввести 0 (начальный момент времени).
В ячейку Е2 ввести 0 (начальная координата).
В ячейку C2 ввести ссылку на начальную скорость, рассчитанную ранее.
5. Ввести формулу a =α – β* v для расчета ускорения в ячейку F2.
6. Ввести формулы для расчета времени, пройденного пути и скорости.
В ячейку В 3 ввести цепочку символов: =B2+$I$8.
В ячейку C3 ввести цепочку символов: =C2+F2*$I$8.
В ячейку D3 ввести цепочку символов: =ОКРУГЛ(C3-I$12;6)разность текущего значения скорости и скорости равномерного движения.
В ячейку E3 ввести цепочку символов: =E2+C2*$I$8.
7. Пронумеровать шаги расчета: в ячейку А 2 и последующие ввести значения, начиная с 0, с шагом 1. Количество шагов выбрать для начала 10.
Скопировать формулы из ячеек В 3, D3, С 3, E3, F2 на соответствующие нижележащие ячейки.
Затем увеличивать число шагов, пока в столбце D появятся нулевые значения при решении задачи.
8. Определить для заданных параметров:
- начальную скорость движения шарика;
- скорость равномерного движения шарика;
- характер движения до того, как оно станет равномерным; время неравномерного движения (время установления режима равномерного движения);
- расстояние, которое проходит шарик прежде, чем его движение станет равномерным;
- количество шагов вычисления, которые необходимо выполнить.
9. Исследовать, как влияет размер шарика на параметры движения.
|
|
Установить последовательно значения r = 0,0015; 0,0017; 0,002; 0,0025; 0,003; 0,0035 м. Для каждого значения r определить параметры движения так, как это делали в п. 8. Значения ∆ t каждый раз подбирать так, чтобы число шагов было минимальным, а результаты оставались корректными. Как изменяется с увлечением (уменьшением) радиуса скорость установившегося равномерного движения, время и расстояние, пройденные до этого, характер движения.
10. Исследовать, как изменяется параметры движения шарика в зависимости от начальной скорости шарика. Для этого изменяем значение h – высоты, с которой шарик падает в жидкость (радиус устанавливается в исходное положение). Задавая значения h = 0,05 - 0,2 (м) с интервалом 0,05; определить характеристики движения, приведенные в п. 8. Как изменяется с увеличением расстояния, а значит и начальной скорости, характер движения, скорость равномерного движения, время и путь при неравномерном движении? При необходимости изменить значение ∆ t.
11. Оформить результаты в виде таблицы (таблиц) согласно пункту 8 с учетом пунктов 9, 10 и сделать вывод.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение вязкости жидкости?
2. Что влияет на точность измерения скорости?
3. Как влияет размер шарика на параметры движения?
4. Как влияет высота падения шарика на параметры движения?
Лабораторная работа №2
Задание для моделирования
В программе моделируются два выражения: вычисление заданного математического расчёта; вычисление погрешности этого расчёта.
Абсолютная погрешность обозначается греческой буквой Δ («дельта»); относительная погрешность — греческой буквой δ («дельта малая»). Если число обозначить буквой Х, то для перевода погрешностей можно воспользоваться формулой δ = Δ/Х.
Отметим, что, вычисление абсолютных погрешностей при выполнении некоторых операций и перевод этих абсолютных погрешностей обратно к относительным удобнее моделировать сразу же во втором выражении, без введения дополнительных операторов.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение абсолютной погрешности?
2. Дайте определение относительной погрешности?
|
|
3. Какая зависимость между абсолютной и относительной погрешностью?
4. В чем измеряется абсолютная погрешность?
5. В чем измеряется относительная погрешность?
Лабораторная работа №3
Задание для моделирования
1. В табличном редакторе MS Excel cгенерировать последовательность из 500 псевдослучайных чисел, результат вывести на экран.
2. Оценить математическое ожидание полученной последовательности при помощи функции СРЗНАЧ(<Диапазон ячеек>).
3. Оценить дисперсию полученной последовательности при помощи функции ДИСП(<Диапазон ячеек>).
4. Построить таблицу 3.1 (количество N подынтервалов не менее 10), частотную таблицу вывести на экран.
Таблица 3.1
| Интервал | Частота попаданий в данный интервал | Относительная частота попадания |
| ∆1 | ν1 | ν1/n |
| ∆2 | ν2 | ν2/n |
| … | … | … |
| ∆N | νN | νN/n |
5. Построить гистограмму по относительной частоте попаданий в интервал, вывести ее на экран.
6. Смоделировать дискретную случайную величину, заданную таблицей 3.2, результат вывести на экран.
Таблица 3.2
| Таблица распределения | |||||||
| xi | 8 | 15 | 21 | 26 | 35 | 51 | 58 |
| pi | 0,1 | 0,05 | 0,15 | 0,2 | 0,3 | 0,1 | 0,1 |
7. Оценить математическое ожидание полученной дискретной случайной величины.
8. Оценить дисперсию полученной дискретной случайной величины.
9. Построить частотную таблицу 3.1 (количество подынтервалов 5), вывести ее на экран.
10. Оценить закон распределения случайной величины по графику частоты появления ее значений в результате экспериментов.
Контрольные вопросы
1. Что такое случайная величина?
2. Какие способы моделирования случайных величин вы знаете?
3. Что такое математическое ожидание и дисперсия?
4. Какой закон распределения у случайной величины?
Лабораторная работа №4
Задание для моделирования
1. Открыть редактор VBA.
2. Написать программу по генерации 500 случайных чисел на листе Excel.
3. Доработать программу для вычисления среднего значения полученных случайных чисел и записать результат в ячейку на листе.
4. Построить таблицу 4.1 (количество N подынтервалов не менее 10), при помощи редактора VBA и вывести ее на экран.
Для решения поставленных задач откроем редактор VBA при помощи комбинации клавиш Alt + F11.
Таблица 4.1
| Интервал | Частота попаданий в данный интервал | Относительная частота попадания |
| ∆1 | ν1 | ν1/n |
| ∆2 | ν2 | ν2/n |
| … | … | … |
| ∆N | νN | νN/n |
В появившемся окне сверху справа двойным щелчком мыши выберем наш рабочий лист.
Напишем программу для генерации случайных чисел.
1. Sub Praktika()
2. a = 0
3. For i = 1 To 500
4. Sheets(1).Cells(i, 1) = Rnd
5. a = a + Sheets(1).Cells(i, 1)
6. Next i
7. Sheets(1).Cells(1, 2) = a / 500
8. For i = 0 To 0.9 Step 0.1
|
|
9. Sheets(1).Cells(i * 10 + 1, 4) = i
10. Sheets(1).Cells(i * 10 + 1, 5) = i + 0.1
11. Next i
12. For i = 1 To 10
13. Sheets(1).Cells(i, 6) = 0
14. For j = 1 To 500
15. If Sheets(1).Cells(j, 1) > Sheets(1).Cells(i, 4) And Sheets(1).Cells(j, 1) < Sheets(1).Cells(i, 5) Then
16. Sheets(1).Cells(i, 6) = Sheets(1).Cells(i, 6) + 1
17. End If
18. Next j
19. Sheets(1).Cells(i, 7) = Sheets(1).Cells(i, 6) / 500
20. Next i
21. End Sub
Рассмотрим подробнее написанную программу.
Запись в первой строке означает то, что начинается новая программа с именем «Practika».
В четвертой строке программы на первый в книге лист в столбец А (первый столбец) производится запись случайных чисел.
Для того чтобы записать случайные числа в ячейки А1:А500 в третьей строке программы открывается цикл For в котором переменная i изменяется от 1 до 500 и в четвертой строке вместо номера строки подставляется данная переменная.
В пятой строке в переменную «а» записывается сумма всех случайных чисел из первого столбца (для корректного получения суммы во второй строке переменная «а» была приравнена к нулю).
Запись в шестой строке показывает программе, что в данном месте закончился код, который выполняется в цикле.
В седьмой строке в ячейку В1 (первая строка, второй столбец) записывается среднее значение полученных случайных чисел.
При помощи цикла записанного в 8-11 строках на лист Excel в столбцы D и E выводится диапазон интервалов.
В двенадцатой строке открывается цикл для перебора всех полученных интервалов.
В тринадцатой строке программы происходит обнуление значений в ячейках столбца F для корректного срабатывания счетчика количества попаданий случайной величины в интервал в строке 16.
Цикл в четырнадцатой строке позволяет перебрать все значения случайных чисел и при помощи условия в пятнадцатой строке проверить в какой из интервалов попадает случайная величина.
В девятнадцатой строке происходит расчет относительного попадания случайной величины в интервал и запись полученного значения в столбец G.
Двадцать первая строка показывает, что программа закончилась.
Контрольные вопросы
1. В чем отличие Visual Basic for Applications от Visual Basic?
2. Что такое макрос?
3. Для чего применяются циклы?
4. Для чего применяются условия?
5. Что означает запись Sheets(2).Cells(5, 10) = 15?
Лабораторная работа №5
Задание для моделирования
1. По таблице 5.1 выбрать способ решения СЛАУ.
2. Создать книгу в приложении Excel.
3. В созданной книге написать макрос, позволяющий производить расчет системы уравнений размерностью 5Í5.
4. Оформить рабочий лист и создать на нем кнопку запуска расчета.
5. Проверить результат расчета.
Таблица 5.1
| № п/п | Метод решения системы уравнений |
| 0 | Метод Гаусса |
| 1 | Метод простых итераций с точностью е<=0.001 |
| 2 | Метод Зейделя с точностью е<=0.001 |
| 3 | Метод Ньютона с точностью е<=0.05 |
| 4 | Метод Гаусса |
| 5 | Метод прогонки |
| 6 | Метод простых итераций с точностью е<=0.03 |
| 7 | Метод Ньютона с точностью е<=0.002 |
| 8 | Метод Зейделя с точностью е<=0.005 |
| 9 | Метод прогонки |
Контрольные вопросы
1. Какие методы используются для решения СЛАУ?
2. Что такое итерация?
3. Как задается предел итераций?
4. Какой из методов наиболее удобен для решения линейных уравнений ленточного вида?
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Норенков, И.П. Основы автоматизированного проектирования: учеб. для вузов по напр.подготовки дипломированных спец. «Информатика и вычислительная техника» / И.П Норенков. - 2-е изд., перераб. и доп., доп. М-вом образов. РФ. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – 336 с.
2. Вержбицкий, В.М. Основы численных методов / В.М Вержбицкий. – М.: Высшая школа, 2002. – 840 с.
3. Турчак, Л.И. Основы численных методов / Л.И. Турчак, П.В. Плотников. – М.: Физматлит, 2003. – 300 с.
4. Савельев, И.В. Курс общей физики / И.В. Савельев – М.: Наука, 1989. – 352 с.
5. Слепцова, Л.Д. Программирование на VBA в Vicrosoft Office 2010 /Л.Д. Слепцова – М.: «И.Д. Видьямс», 2010. – 432 с.
Лабораторная работа №1
Моделирование движения шарика в вязкой жидкости
Цельработы – изучение закономерностей движения небольшого сферического тела в вязкой жидкости методом компьютерного моделирования и выбор оптимальных параметров эксперимента для определения вязкости жидкости методом Стокса.
Вязкость жидкости – свойство жидкости оказывать сопротивление относительному перемещению ее слоев, которое проявляется том, что возникает сила трения между слоями жидкости, движущимися с различными скоростями. Количественной характеристикой вязкости является коэффициент динамической вязкости, или коэффициент внутреннего трения. Классическим экспериментальным методом определения коэффициента динамической вязкости жидкости является метод Стокса, основанный на закономерностях падения шарика в вязкой среде. Вычисление коэффициента динамической вязкости в лабораторной работе осуществляется по результатам измерения времени равномерного движения шариков различного радиуса в вязкой среде по следующей формуле [1.1]:
где η – коэффициент динамической вязкости жидкости, g– ускорение свободного падения, g =9,81 м/с2, r – радиус шарика, ρш – плотность материала, из которого сделан шарик (как правило, сталь), ρж – плотность жидкости, в которой движется шарик (например, касторовое масло), v – скорость равномерного движения шарика, R – радиус сосуда, h – высота столба жидкости.
Поскольку шарик движется равномерно, скорость его движения может быть определена по формуле:
где S – расстояние, пройденное шариком, t – время движения шарика. Окончательно расчетная формула имеет вид:
Точность результата измерения зависит от точности, с которой измерены, входящие в расчетную формулу величины, и от правильного выбора параметров эксперимента – радиуса шарика и области равномерного движения. Выбор оптимальных параметров можно осуществить на основании моделирования процесса падения шарика в вязкой среде.
Относительная погрешность в определении вязкости может быть рассчитана по формуле:
От радиуса шарика зависят 2-е и 5-е слагаемые. ∆r – погрешность в измерении радиуса шарика, определяется возможностями приборов. Для микрометра, используемого в данной лабораторной работе, она составляет половину цены деления, равную 0,01 мм, следовательно, ∆r = 0,005 мм.
Относительная погрешность в определении скорости может быть связана с тем, что, во-первых, шарик движется не в неограниченной среде, а в сосуде, ограниченном стенками, а во-вторых, с тем, что движение считается равномерным.
Скорость движения шарика может быть представлена как:
Тогда относительная погрешность, связана с предположением о движении шарика в безграничной среде, равна:
где v0 – скорость равномерного движения шарика в сосуде, vр – скорость равномерного движения шарика в безграничной среде.
Относительная погрешность, связанная с неравномерностью движения шарика равна:
При t→∞, σv/ →0. Выбирая для начала отсчета времени, положение шарика такое, что σv/ >> σv движение с хорошей степенью точности можем считать равномерным. Выбор соответствующего момента времени может быть осуществлен по результатам расчета v и S.
Расчет относительной погрешности в определении вязкости жидкости для различных радиусов шарика производится с помощью стандартного табличного процессора, например, MS Excel.
Для численного моделирования закономерностей движения шарика в вязкой среде и для расчета значений времени t и положения S, начиная с которых движение шарика будет равномерным, также используется табличный процессор (MS Excel).
Задания для моделирования
I. Определение оптимального радиуса шарика.
1. В столбец А ввести параметры эксперимента.
В ячейку А 1 ввести заголовок «ρ, кг/м3» (плотность шарика).
В ячейку А 2 ввести значение 7800.
В ячейку А 3 ввести заголовок «ρж, кг/м3» (плотность жидкости).
В ячейку А 4 ввести значение 960.
В ячейку А 5 ввести заголовок «η, Па·с» (коэффициент вязкости). В ячейку А 6 ввести значение1.
В ячейку А 7 ввести заголовок «R, м» (радиус сосуда). В ячейку А 8 ввести значение 0,015.
В ячейку А 9 ввести заголовок «h, м» (высота сосуда).
В ячейку А 10 ввести значение 0,3.
В ячейку А 11 ввести заголовок «g, м/с2», (ускорение свободного падения).
В ячейку А 12 ввести значение 9,81.
2. В столбец В, начиная с ячейки В2, ввести значения радиуса шарика r = 0,5–3,5 мм с интервалом 0,5 мм. В ячейку В1 ввести заголовок «r, мм» (радиус сосуда).
3. В ячейку С 1 ввести заголовок «vр» (скорость равномерного движения шарика).
Рассчитать скорость равномерного движения шарика в жидкости по формуле:
и отобразить в столбце С.
4. В столбец D ввести значения поправки, связанной с наличием стенок сосуда. В ячейку D1 ввести заголовок «k1». В ячейку D2 ввести формулу для расчета поправки:
Скопировать формулу на ячейки D 3– D 8.
5. Рассчитать относительную погрешность, связанную с поправкой, учитывающей влияние стенок сосуда, по формуле:
δ1 = (k1 − 1)⋅100%.
В ячейку Е 1 ввести заголовок «δ1» В ячейку Е 2 ввести формулу.
Скопировать формулу на ячейки Е 3– Е 8.
6. Рассчитать поправку, связанную с конечной высотой сосуда, по формуле:
и ввести результаты в столбец F.
В ячейку F1 ввести заголовок «k2».
В ячейку F2 ввести формулу.
Скопировать формулу на ячейки F3–F8.
7. Рассчитать относительную погрешность, связанную с наличием поправки, учитывающей конечную высоту сосуда, по формуле:
δ2 = (1 − k2)⋅100%
В ячейку G1 ввести заголовок «δ2» В ячейку G2 ввести формулу.
Скопировать формулу на ячейки G 3– G 8.
8. Рассчитать относительную погрешность, связанную с наличием обеих поправок по формуле:
δ = (1 − k1·k2)⋅100%
В ячейку Н 1 ввести заголовок «δ» В ячейку Н 2 ввести формулу.
Скопировать формулу на ячейки H 3– H 8.
9. Рассчитать относительную погрешность, связанную с погрешностью измерения радиуса шарика:
где ∆r = 0,005 мм – погрешность микрометра.
В ячейку I1 ввести заголовок «δr» В ячейку I2 ввести формулу.
Скопировать формулу на ячейки I 3– I 8.
10. Оформить и распечатать таблицу (табл. 1).
Таблица 1.1
| ρ, кг/м3 | r, мм | v р | k 1 | δ1 | k 2 | δ2 | δ | δr |
| ρж, кг/м3 | ||||||||
| η, Па·с | ||||||||
| R, м | ||||||||
| h, м | ||||||||
| g, м/с2 | ||||||||
11. Сделать вывод.
II. Моделирование движения шарика в вязкой жидкости при установлении режима равномерного движения.
1. Ввести заголовки столбцов в первой строке.
В ячейку А1 ввести N шага (номер шага).
В ячейку В1 ввести t (текущее время).
В ячейку С1 ввести v (скорость).
В ячейку D1 ввести δ _ v (отклонение текущего значения скорости от скорости равномерного движения).
В ячейку E1 ввести S (пройденный путь).
В ячейку F1 ввести a (ускорение).
2. Ввести значения параметров эксперимента в столбцы H и I, подписав каждый:
В ячейку H2 ввести g, м / с 2 (ускорение свободного падения).
В ячейку I2 ввести 9,8.
В ячейку H3 ввести r, м (радиус шарика).
В ячейку I3 ввести 0,001.
В ячейку H4 ввести η, Па⋅с (вязкость жидкости).
В ячейку I4 ввести 1.
В ячейку H5 ввести ρш , кг / м 3 (плотность шарика).
В ячейку I5 ввести 7800.
В ячейку H6 ввести ρж , кг / м 3 (плотность жидкости).
В ячейку I6 ввести 960.
В ячейку H7 ввести h, м (расстояние, пройденное шариком в воздухе).
В ячейку I7 ввести 0.
В ячейку H8 ввести ∆ t, с (шаг по времени).
В ячейку I8 ввести 0,001
3. Ввести параметры движения шарика:
В ячейку H9 ввести α (коэффициент, ).
В ячейку I9 ввести формулу для расчета α.
В ячейку H10 ввести β (коэффициент, ).
В ячейку I10 ввести формулу для расчета β.
В ячейку H11 ввести v 0 (начальная скорость).
В ячейку I11 ввести значение скорости, приобретенной шариком за время падения в воздухе, и рассчитанное по формуле .
В ячейку H12 ввести v р (скорость установившегося равномерного движения).
В ячейку I12 ввести формулу для расчета скорости равномерного движения .
4. Во вторую строку ввести начальные условия.
В ячейку В2 ввести 0 (начальный момент времени).
В ячейку Е2 ввести 0 (начальная координата).
В ячейку C2 ввести ссылку на начальную скорость, рассчитанную ранее.
5. Ввести формулу a =α – β* v для расчета ускорения в ячейку F2.
6. Ввести формулы для расчета времени, пройденного пути и скорости.
В ячейку В 3 ввести цепочку символов: =B2+$I$8.
В ячейку C3 ввести цепочку символов: =C2+F2*$I$8.
В ячейку D3 ввести цепочку символов: =ОКРУГЛ(C3-I$12;6)разность текущего значения скорости и скорости равномерного движения.
В ячейку E3 ввести цепочку символов: =E2+C2*$I$8.
7. Пронумеровать шаги расчета: в ячейку А 2 и последующие ввести значения, начиная с 0, с шагом 1. Количество шагов выбрать для начала 10.
Скопировать формулы из ячеек В 3, D3, С 3, E3, F2 на соответствующие нижележащие ячейки.
Затем увеличивать число шагов, пока в столбце D появятся нулевые значения при решении задачи.
8. Определить для заданных параметров:
- начальную скорость движения шарика;
- скорость равномерного движения шарика;
- характер движения до того, как оно станет равномерным; время неравномерного движения (время установления режима равномерного движения);
- расстояние, которое проходит шарик прежде, чем его движение станет равномерным;
- количество шагов вычисления, которые необходимо выполнить.
9. Исследовать, как влияет размер шарика на параметры движения.
Установить последовательно значения r = 0,0015; 0,0017; 0,002; 0,0025; 0,003; 0,0035 м. Для каждого значения r определить параметры движения так, как это делали в п. 8. Значения ∆ t каждый раз подбирать так, чтобы число шагов было минимальным, а результаты оставались корректными. Как изменяется с увлечением (уменьшением) радиуса скорость установившегося равномерного движения, время и расстояние, пройденные до этого, характер движения.
10. Исследовать, как изменяется параметры движения шарика в зависимости от начальной скорости шарика. Для этого изменяем значение h – высоты, с которой шарик падает в жидкость (радиус устанавливается в исходное положение). Задавая значения h = 0,05 - 0,2 (м) с интервалом 0,05; определить характеристики движения, приведенные в п. 8. Как изменяется с увеличением расстояния, а значит и начальной скорости, характер движения, скорость равномерного движения, время и путь при неравномерном движении? При необходимости изменить значение ∆ t.
11. Оформить результаты в виде таблицы (таблиц) согласно пункту 8 с учетом пунктов 9, 10 и сделать вывод.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение вязкости жидкости?
2. Что влияет на точность измерения скорости?
3. Как влияет размер шарика на параметры движения?
4. Как влияет высота падения шарика на параметры движения?
Лабораторная работа №2
|
|
|
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!