Методы научного познания и физическая картина мира - Теоретический материал для подготовки к ЕГЭ

Очень большое внимание в этом блоке уделяется эксперименту, причем его результаты представлены либо в виде таблицы, либо в виде графиков. Использование результатов эксперимента, представленных в таком виде, требует определенных навыков и умений.

Разберем принцип построения графиков по результатам эксперимента, представленных в виде отдельных значений на рисунке 11.

Рис. 11.

Точками указаны результаты измерения силы тока и напряжения и построено несколько графиков. Какой из графиков построен правильно?

1. Прежде всего, следует сказать, что все экспериментальные значения силы тока и напряжения получены с некоторой погрешностью.

2. Кроме того, как правило, все графики зависимости физических величин друг от друга представляют собой плавные линии без достаточно резких перегибов.

Сразу видно, что графики 1 и 3 не удовлетворяют второму условию, а график 2 не удовлетворяет первому условию, так как экспериментальные точки должны быть удалены от графика вверх и вниз в среднем на одинаковые расстояния. Правильным следует считать график 4.

Рассмотрим следующий пример.

Пример 1.

На рисунке 12 показаны результаты измерений зависимости силы трения от давления тела на горизонтальную поверхность в интервале от 0 до 25 кПа. Погрешность измерения силы трения — 2 Н. Какова будет сила трения при давлении 30 кПа, если продолжить эксперимент?

Рис. 12.

Исходя из сказанного выше, график зависимости силы трения от давления будет идти горизонтально через точку 9 Н. За пределами области 0 — 25 кПа можно предположить такой же вид этой зависимости. Такой прием продолжения графика называется экстраполяцией. Следовательно, и при давлении 30 кПа следует ожидать, что сила давления будет равна 9 Н.

Достаточно часто экспериментальные данные приводятся в виде таблицы их значений. Приведем пример такого задания.

Пример 2.

Пятеро учеников измеряли ускорение свободного падения методом, при использовании которого отклонение от табличного значения не превышало 10% при тщательной организации работы. Какие из пяти результатов измерений можно считать достоверными?

№ измер.	1	2	3	4	5
g, м/с2	8,10	8,90	10,70	9,80	11,0

Табличным значением можно считать величину g = 9,8 м/с². Тогда отклонение от этой величины в 10% равно ∆g = 0,98 м/с². Видно из таблицы, что в это отклонение укладываются результаты 2-го, 3-го и 4-го измерений.