实验力学 - 1 - 11(3)

2019-08-31 23:52

重庆大学力学专业 实验力学课程 第 页

§1-7实验数据表示方法

实验数据的表示方法一般有图示法、列表法和方程法三种,它们各有优缺点,主要由需要和经验选择使用。

一、图示法

它是用几何图形把实验数据表示出来,在数据整理上此法最为重要,其优点是形式直观,便于比较,能显示数据中最大或最小值、转折点或周期性等特点。此外,如图形作得准确,可从图上直接求积分或微分,而不必知道变量间的数学关系式。

二、列表法

所有测量至少包括两个变量,一个是自变量,另一个是因变量,列表法就是将一组实验数据中的自变量、因变量的各个数值依一定形式和顺序一~一对应排列成表格,

列表法的优点

1.简单易作,不需特殊的纸质和仪器。 2,形式紧凑。

3.数报易于参考比较。

4.同一表内可同时表示几个变量间的变化而不混乱,

5.表中所列的x,y数据在未知xy之间数学关系式时就可对y求微分或积分。

三、方程表示法 (一)概述

一组实验数据用上述两种方法表示后,有时还需用一方程式或经验公式将数据表示出来,其优点是形式紧凑,而且便于进行微积分运算。

一个理想的经验公式既要求形式简单、所含任意常数不要大多,又要求‘已能够准确地代表实验结果,这两种要求常常互相矛盾,有时只能照顾必要的准确度而形式上较复杂些。

从实验数据找经验公式还没有简单的方法,通常先将一组实验数据画图,根据图形和经验以及解析几何原理,试求经验公式应有的形式,然后用实验数据去验证,若此形式不合适,则另一种的形式重新验证,直到满意为止。依简单的经验公式为直线式,因此,如有可能,应使函数形式取为直线式。

(二)经验公式中常数求法

主要根据计算的简便和所要求准确度去选择常数,最常用的常数求法有直线图解法和最小二乘法等。

对于直线的情形用图解法比较方便,先将实验数据在直角坐标纸上描点,然后画一直线使该直线尽可能接近每一点,这条直线的斜率即直线式y?mx?b中的m值,而直线在y轴上的截距即b

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值。直线斜率由?y与?x的比值算出。

一般此法求出的常数会有效位数为三位,即精度为0。5%。

最小二乘法是求常数常用的方法。此法假设自变量数值无误差,而因变量各数值有测量误差;最佳的曲线能使各点同曲线的偏差的平方和为最小。

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