Решение технических задач средствами Excel

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторная работа

Решение технических задач средствами Excel

Введение

Цель работы: Научиться, используя возможности Excel, решать задачи по следующим дисциплинам: математика, физика, электротехника, химия, материаловедение.

Задача 1.

Математика.

Вычислить определитель третьего порядка

Решение задачи с помощью Excel.

Запустить табличный процессор Excel.

В диапазон А 1:С 1 запишите заголовок: Вычисление определителя 3-го порядка. Для того чтобы заголовок располагался в две строки, выполнить команду: Формат - Ячейки - Выравнивание - Переносить по словам (не забудьте включить объединение ячеек!).

В диапазоне А 2:С 4 введите значение из условия задачи.

Отформатируйте данный диапазон: ширину ячейки; число десятичных знаков (должно быть равно 0); слева и справа диапазона включите обрамление.

В ячейку D3 введите знак =

Ваша таблица должна иметь вид

В ячейку ЕЗ введите формулу для вычисления определителя: =А 2*ВЗ*С 4+В 2*СЗ*А 4+С 2*АЗ*В 4-С 2*ВЗ*А 4-А 2*СЗ*В 4-В 2*АЗ*С 4

После того как получите результат, в диапазоне А 2:С 4 введите другие произвольные значения.

Посмотрите, поменялся ли результат в ячейке ЕЗ.

8. Переименуйте название листа. Для этого:

8.1.щелкните правой кнопкой мыши по ярлыку листа Лист 1;

8.2.выберите команду: Переименовать;

8.3.введите новое название листа: Определитель;

8.4.нажмите клавишу Enter.

9. Сохраните документ в папке своей группы под именем Математика.

Задача 2.

Материаловедение. В зависимости от содержания углерода в железоуглеродистом сплаве, определить структуру стали: какая сталь, какова ее структура.

ХОД РЕШЕНИЯ

1. Сплавы могут быть:

меньше 2,14% - стали;

больше либо равно 2,14% - чугуны.

2. Стали могут быть:

до 0,8% - доэвтектоидные; 0,8% - эвтектоидные; 0,8-2,14% - заэвтектоидные.

3. Чугуны могут быть:

2,14% - 4,13% - доэвтектические;

4,3% - эвтектические;

4,3% - 6,67% - заэвтектические.

4. Структура стали:

до 0,02% - Феррит+ЦементитЗ; 0,02% - 0,8% - Феррит+Перлит; 0,8% - Перлит; 0,8% - 2,14% - Перлит+Цементит 2.

5. Структура чугуна:

2,14% - 4,13% - Перлит+Цементит 2+Ледебурит;

4,3% - Ледебурит;

4,3% - 6,67% - Цементит+Ледебурит.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ СРЕДСТВАМИ Excel

Данная задача решается с помощью многократного использования логической функции Если.

1. Создайте новый документ и в диапазоне Al :D4 создайте таблицу:

2. В ячейку ВЗ необходимо ввести формулу, чтобы определить: данный сплав сталь или чугун. Для этого:

- станьте в ячейку ВЗ;

- наберите знак =;

- Вызовите Мастер функций, используя кнопку на панели Инструментов;

- в открывшемся окне выберите: Категория - Логические, Функция - ЕСЛИ;

- нажмите кнопку ОК;

- в открывшемся окне установите курсор в первой строке: Логическое выражение;

- в этой строке необходимо записать условие. Поэтому: щелкните по ячейке A3,

- затем введите < 2,4%. У вас должна появится запись: А 3< 2,4%.

- перейдите курсором во вторую строку Значение_если_истина. Здесь введите Сталь;

- перейдите курсором в третью строку Значение_если_ложь. Это строка "Иначе", т.е. какое выражение выполняется, если записанное в первой строке условие не выполняется. Поэтому, введите здесь Чугуны;

нажмите ОК.

3. В ячейку СЗ необходимо ввести формулу, чтобы определить: какая именно сталь или какой именно чугун. Для этого:

- встаньте в ячейку СЗ и наберите знак =;

- вызовите Мастер функций;

- выберите Логическую функцию ЕСЛИ;

- в открывшемся окне встаньте на первую строку;

- здесь необходимо записать: A3 < 0,8% (чтобы ввести A3 не забудьте

щелкнуть по ячейке A3!);

- перейдите во вторую строку. Здесь введите доэвтектоидная;

- перейдите в третью строку и щелкните по кнопке ЕСЛИ в строке формул

- в открывшемся окне, в первой строке введите A3 =0,8%; S во второй строке запишите эвтектоидная;

- самостоятельно введите до конца формулу:

А 3<2,14%-заэвтектоидная;

А 3<4,3%-доэвтектические;

А 3=4,3%-эвтектические; А 3<=6,67%-завэтектические;

- нажмите ОК.

- В ячейку D3 необходимо ввести формулу для определения структуры сплава. Формула вводится аналогично предыдущей:

АЗ<=0,02% - Феррит+Цементит

АЗ<0,8% - Феррит+Перлит

АЗ=0,8% - Перлит

А 3<2,14% - Перлит+Цементит 2

А 3<4,3% - Перлит+Цементит 2+Ледебурит

А 3=4,3% - Ледебурит

А 3<=6,67% - Цементит+Ледебурит

Просмотрите результаты после введения всех формул.

Отформатируйте таблицу необходимым образом: ширину ячеек, обрамление.

В ячейку A3 поочередно вводите значения от 0,01 до 6,67 и просматривайте как будут изменяться результаты.

В диапазоне А 4:А 10 необходимо указать такой же формат, как в ячейку A3. Для этого встаньте в ячейку A3, щелкните по кнопке - на панели Инструментов, выделите диапазон А 4:А 10.

8. В диапазон А 4:А 10 введите значения: 0,03

0,6

0,8

2,14

4,2

5,3 6,67

Скопируйте для введенных значений все формулы. Просмотрите результаты.

Переименуйте Лист 1 в Структура сплава (см. задача 1, п.8).

Сохраните документ в папке своей группы Материаловедение.

Задача 3.

ХИМИЯ. При растворении неэлектролита в воде происходит понижение температуры кристаллизации раствора в сравнении с растворителем. Вычислить на сколько будет понижаться температура кристаллизации глюкозы, этилового спирта, бензола, если в воде массой 100 г растворить: 1, 5, 10, 20 граммов вещества. Температура кристаллизации чистой воды 0 °С. форматирование вычисление определитель

ХОД РЕШЕНИЯ

Понижение температуры кристаллизации рассчитывается по формуле, где К = 1,86 - криоскопическая постоянная;

т 1 - масса растворенного вещества;

т 2 - масса растворителя;

М -молярная масса растворенного вещества.

М (глюкозы) = 180 г/моль;

М (этилового спирта) =46 г/моль;

М (бензола) = 78 г/моль.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ С ПОМОЩЬЮ EXCEL

Создайте новый документ. В нем на Листе 1 в диапазоне Al :D5 создайте таблицу

На листе 2 в диапазоне А 1 :С 14 создайте таблицу:



1. В ячейку СЗ введите формулу для вычисления понижения температуры кристаллизации. Для этого:

=> встаньте в ячейку СЗ и наберите знак =;

=> перейдите на Лист 1 и щелкните по ячейке A3;

=> нажмите клавишу F4 (признак абсолютной ссылки);

=> введите знак *, перейдите на Лист 2 и щелкните по ячейке ВЗ;

=> введите: *1000;

=> наберите знак / и, перейдя на Лист 1, щелкните по ячейке D3;

=> укажите абсолютную ссылку;

=> введите знак *;

=> вызовите логическую функцию ЕСЛИ;

=> в первой строке введите: А 3="глюкоза";

=> перейдите на вторую строку и щелкните по ячейке СЗ на Листе 1;

=> укажите абсолютную ссылку;

=> перейдите на третью строку и нажмите кнопку ЕСЛИ в строке формул;

=> аналогично введите эту часть формулы для этилового спирта и бензола.

Обратите внимание, что каждый раз необходимо сравнивать ячейку только A3!;

=> нажмите кнопку ОК.

Скопируйте полученную формулу для всех веществ.

Отсортируйте данную таблицу по растворенному веществу. Для этого:

=> встаньте в любую ячейку таблицы;

=> выполните команду: Данные - Сортировка;

=> в открывшемся окне в строке Сортировать по выберите: Растворенное вещество, нажав на кнопку раскрытия списка ; => нажмите кнопку ОК.

4. Отфильтруйте данную таблицу, оставив только Глюкозу. Для этого:

=> встаньте в любую ячейку таблицы;

=> выполните команду: Данные - Фильтр - Автофильтр; => встаньте в ячейку А 2 и нажмите на кнопку ;

=> здесь выберите Глюкоза.

5. По полученной таблице постройте Диаграмму Изменение температуры понижения кристаллизации в зависимости от массы вещества. Для этого:

=> встаньте в любую ячейку таблицы;

=> щелкните по кнопке ;

=> здесь выберите Гистограмму и нажмите кнопку Далее;

=> выделите диапазон В 2:С 10; выберите: в строках;

=> нажмите кнопку Далее;

=> выберите Заголовки и введите название диаграммы;

=> выберите Легенда;

=> размещение - внизу, кнопка Далее;

=> поместить диаграмму на отдельном листе;

=> кнопка Готово.

6. Отформатируйте полученную диаграмму. Для этого:

=> в полученной диаграмме сделайте правый щелчок мыши по ее названию.

Здесь выберите вкладку Шрифт и увеличьте размер шрифта;

=> проделайте тоже самое для Легенды;

=> для изменения текста легенды сделайте правый щелчок мыши по самой диаграмме, выберите Исходные данные - Ряд. Щелкните по Ряд 1 и в строке Имя введите: Масса 1г; нажмите кнопку ОК;

=> тоже проделайте для всех остальных рядов.

Показать результат преподавателю и просмотреть полученную таблицу и диаграмму в окне предварительного просмотра, для чего выполните команду. Файл - Предварительный просмотр. Перейдите на Лист 2.

Уберите фильтр, для чего выполните команду: Фильтр - Автофильтр.

Удалите лист с диаграммой.

Самостоятельно выполните сортировки по: Массе вещества, Температуре; фильтр на вещество бензол, массу 5г.

Сохраните документ в папке своей группы под именем Химия.

Задача 4.

Физика. Определить силу, действующую на каждое из двух точечных заряженных тел, находящихся в среде с известной диэлектрической проницаемостью, если заданы заряды тел и расстояние между телами.

Электрический заряд 1-го тела Q1- 8 * 10 -7 Кл;

Электрический заряд 2-го тела Q2 - 16 * 10 -7 Кл;

Расстояние между точками R - 20 см.

ХОД РЕШЕНИЯ

Действующая сила рассчитывается по формуле:



где Q1 и Q2 - электрические заряды тел; R - расстояние между точками;

еr - относительная диэлектрическая проницаемость (табличная величина, зависящая от того, в какую среду поместить тела);

е0 - абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума:

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ СРЕДСТВАМИ Excel

1. Создайте новый документ и в нем в диапазоне А 1:В 9 на Листе 1 создайте

Для того, чтобы ввести нижний индекс, необходимо выполнить команду: Формат - Ячейки - Шрифт - Нижний индекс.

2. На листе 2 в диапазоне А 1 :В 5 создайте таблицу:



В ячейки В 2, ВЗ включите Экспоненциальный формат.

В ячейку В 5 введите формулу для вычисления абсолютной диэлектрической проницаемости. Она должна выглядеть следующим образом:

е0= 1/10л 9/(36-тг).

Для этого:

- в ячейке В 5 наберите: = 1/;

- вызовите Мастер функций;

- в разделе Категория выберите Математические, в функциях Степень;

- нажмите ОК и в строке Число введите: 10, а в строке Степень - 9;

- нажмите ОК;

- в строке формул встаньте в конце формулы и наберите: /(36*;

- вызовите Мастер функций и выберите функцию ПИ;

- нажмите два раза ОК, затем Да.

В ячейку В 6 введите: Сила.

В диапазон А 7:А 14 скопируйте данные из Листа 1 диапазона А 2:А 9.

В ячейку В 7 самостоятельно ввести формулу для вычисления Силы (Внимательно отнеситесь к абсолютным и относительным ссылкам!; R2 вводится с помощью функции Степень, причем в строке Число необходимо щелкнуть по ячейке В 4 с абсолютной ссылкой, а в строке Степень ввести 2).

Укажите Экспоненциальный формат.

Скопируйте формулу для всех веществ.

Самостоятельно постройте диаграмму для диапазона А 7:В 14. Тип диаграммы выбрать График с накоплением.

Переименуйте Лист 2 в Заряды.

Сохраните документ в папке своей группы под именем Физика.

Задача 5.

Электротехника. Для системы двух обмоток известны ток в каждой обмотке, величины индуктивности каждой из обмоток и коэффициента магнитной связи. Необходимо определить энергию магнитного поля при согласном и встречном включении обмоток.

ХОД РЕШЕНИЯ

Энергия магнитного поля определяется по формуле: при согласном включении:

при встречном включении:

где М - взаимная индуктивность, вычисляется по формуле:



где К = 0,9 - коэффициент магнитной связи; Lb L2 - индуктивность каждой из обмоток.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ С ПОМОЩЬЮ Excel

Создайте новый документ и в нем таблицу:

Самостоятельно введите формулы для расчета взаимной индуктивности и энергии магнитного поля в соответствующие ячейки и скопируйте их для всех значений.

Отсортируйте полученную таблицу по току в первой обмотке.

Переименуйте Лист 1 в Обмотки.

Постройте диаграмму для диапазона А 2:В 7, F2:G7, выбрав вид диаграммы График в столбцах.

Сохраните документ в папке своей группы под именем Электротехника.

Закройте документ и выйдите из Excel.

Размещено на Allbest.ru