close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Лабораторные работы по физике (1 часть)

код для вставкиСкачать
Мета роботи:
Визначити густину твердих тіл правильної та неправильної ге-
ометричної форми. Прилади та матеріали:
Тверде тіло правильної геометричної форми (куля); тверде тіло неправильної форми; терези; штангенциркуль; мензурка. 1.1. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Густина однорідного тіла (ρ) – фізична величина, яка вимірюється від-
ношенням маси тіла m до його об`єму V, V
m
(1.1.) Одиниця вимірювання: [ρ] = кгм
-3
2
3
1
Рис.1.1
Якщо тіло неоднорідне, то форм
ула (1.1) визначає середню густину тіла. Об`єм досліджуваного тіла правильної геометричної форми (кулі, циліндра чи куба) визначаються відповідно за формулами: cbaV,H
4
D
V,D
6
1
V
2
3
1.2. ОПИС
АННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ (1.2.) 1. Технічні терези та правила користування ними докладно описані в ін-
струкції, яка зберігається в лабораторії. 2. Лінійний розмір тіла в міліметрах, який вимірюється штангенцирку-
лем, визначається за формулою: L = L
1
+ cn,
(1.3.) де L
1
– число цілих міліметрів, відлічене по основній шкалі; с – ціна поділки шкали ноніуса (с = 0.1 мм); n – число поділок шкали ноніуса, відлічене від його початку зліва до першої поділки, яка найточніше співпадає з будь-якою поділкою основної шкали. В даній роботі застосовується металічна циліндри-
чна мензурка (1) (рис. 1.1), яка має міліметрову шкалу (2) на зовнішній поверхні цилі
ндра і прозо-
ру вертикальну трубку (3), яка разом з циліндром утворює сполучені посудини. Мензурка заповню-
ється дистильованою водою приблизно до середи-
ни її висоти. При зануренні тіла неправильної фор-
ми у воду, рівень води як у мензурці, так і в трубці буде підніматися на висоту h, яка вимірюється спо-
стерігачем по шкалі (2).
Вимірявши штангенциркулем внутрішній діаметр мензурки D знайдемо об`єм води, витісненої тілом. Це і буде об`єм тіла не-
правильної форми. h
4
D
V
2
(1.4.) 1.3 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ А. Тіло правильної геометричної форми .
1. Визначить масу тіла за допомогою технічних терезів. 2. Виміряйте штангенциркулем необхідні геометричні розміри тіла і об-
числити його об’єм за однією з формул (1.2.). 3. За формулою (1.1.) обчисліть густину речовини тіла. Всі операції описані в пунктах 1-3 повторити 5 разів, заносячи щоразу одержані результати до таблиці 1.1., яка побудована на прикладі кулі. Увага!
Для інших тіл міняйте відповідні колонки їх геометрблиці. ичних розмірів в та
1.1. ляТаблиця ││, Ку (
2
, № m
і
, кг D
і
,
м V
і
,
м
3 3 і
, кг/м
ср
- i
кг/м
3
ср
-
і
)
кг
2
/м
6
1 2 3 4 5 Середнє знач. Б. Тіло неправильної форми.
4. Перевірте, чи є вода в мензурці, якщо немає сповістіть про це викла-
дача. 5. Штангенциркулем заміряйте внутрішній діаметр мензурки. помогою технічних терезів. 6. Визначить масу досліджуваного тіла за до
7. По шкалі визначить рівень води в трубці. 8. Візьміть в руку нитку прив`язану до тіла і опустіть тіло на дно мензу-
рки. Таблиця 1.2.
Тіло неправильної фори м
(, № m
i
, кг s
i
, м
2 h
i
, м V
і
, м
3 3 і
, кг/м
││, ср
-
і
кг/м
3
ср
-
і
)
2
кг
2
/м
6
1 2 3 4 5 Середнє знач. 9. По шкалі визначить висоту підняття рівня води h
i
в трубці. 10. Обчисліть об`єм води витісненої тілом за формулою 1.4. (це і буде об`єм тіла). Всі операції перечисленні в пунктах 4-10 повторіть 5 разів, зано-
сячи щоразу одержані результати до таблиці 1.2. 11. Обчисліть середнє значення густини тіла для пунктів А і Б: n
1i
iср
n
1
= n
1i
iср
n
1
= де n 12. Обчисліть середнє квадратичне відхилення для випадків А та Б: – кількість вимірів. )1n(n
S
n
1i
2
iср
= )1n(n
S
n
1i
2
iср
= 13. Отеал: де t(що є в лаборато
рії. 14. Запишіть остаточний результат у такому вигляді: бчисліть довірчий інрв
∆ρ = t(n,α)∆S = ∆ρ = t(n,α)∆S = n,α) – коефіцієнт Ст’юдента, яки
й візьміть із таблиці, ср
= ср
= 15. Обчисліть відносну похибку обчислень: %100
ср
= %100
ср
= 16. Зробіть висновок. ( Шифр групи ) ( П. І. Б. )
( П. Б. )
Викладач ____
______________________ ____
____________________________ КРИВ
ОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ЛАБОРАТОРН РОБОТА № 1 КАФЕДР ФІЗИКИ А
А
ВИЗНАЧЕННЯ ТВЕРДИХ ТІЛ ГУСТИНИ
Студент групи ____ ___________
_______
__
_____
І. Кривий Ріг - 200… Мета роботи
: вивчити закони кінематики і динаміки поступального та обер-
тального рухів твердого тіла; визначити прискорення вільного падіння. Прилади та матеріали
: лабораторна установка ; секундомір. 2.1. ОПИС ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ 3
О
4
1
Т
1 Т
2
2
m
1
g
m
2
g
X
Рис.2.1.
Лабораторна ус
тановка (рис. 2.1.) складається з блока (1) і двох важків (2) і (3), зв’язаних між собою нерозтяжною, нева-
гомою ниткою (4). Блок може обертатись навколо нерухомої горизонтальної осі О, що проходить через його геометричний центр, який співпадає з центром мас блока. 2.2. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Обертання блока здійсн
юється силами тер-
тя спокою між ниткою і ободом блока. Якщо нерозтяжна нитка не проковзує по поверхні блока, то дотичне прискорення точок блока а, дорівнює прискоренню нитки в будь-якій її точці, а значить і прискоренню важків а
1
і а
2
, тобто: а
1 = а
2 = а
= R , де - кутове прискорення блока, рад/с
2
; R - радіус блока, м. В даній роботі перший важок має більшу масу ніж другий (m
1 > m
2
). Тому, при обертанні блока, важок (1) опускається, а важок (2) підіймається. На кожний важок діє сила тяжіння і сила реакції нитки, як показано на рисунку. Введемо координатну вісь ОХ і складемо рів-
няння руху для кожного важка у цій системі відліку в скалярній формі: для першого важка: m
1
g - T
1 = m
1
a, (2.1)
для другого важка: m
2
g - T
2 = - m
2
a (2.2) Так як нитка натягнута ліворуч і праворуч від блока по різному, то різ-
ниця натягів Т
1
– Т
2
буде створювати обертальний момент М = (Т
1 - Т
2
)R. З основного рівняння динаміки обертального руху одержимо : R
a
IIR)ТТ(
21
, (2.3.) де момент інерції І = 0,5 m
0
R
2
; m
0
– маса блока, кг; R - радіус блока, м; - кутове прискорення блока, рад/с
2
. Лінійне прискорення: ,
t
S2
a
2
(2.4.) де S - шлях, пройдений важком, м; t - час руху важка, с. Щоб знайти прискорення вільного падіння, розв’язавши систему рівнянь (2.1.), (2.2.), (2.3.), (2.4.), одержимо: 2
21
0
21
t
S2
mm
2
m
mm
g
(2.5) Це і є розрахункова формула в цій роботі. Взяти: m
1
= _____ , m
2
= _____ , m
0
= _____ , в лабораторії 417; m
1
_____; m
2
= _ ___, m
0
_____ , в лабораторії 18. 4
2.2. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 1. Опускаючи легший важок, підняти важчий у верхнє положення. 2. Визначити відстань (по шкалі) між центрами мас важків. Цю відстань і пр ойде система важків при рівноприскореному поступальному русі.
3. Відпустити легший важок і одночасно ввімкнути секундомір. 4. Коли легший важок досягне нижнього положення, вимкнути секу
ндомір і визначити час руху системи. 5. За формулою (2.5) визначити прискорення g. 6. Дослід виконати п’ять разів; результати вимірів та обчислень занести до звітної таблиці 2.1. Таблия.1. ц 2
№ п/п S
i,
м t
i, с а
і
, м/с
2 , g
i , м/с
2
g
ср
-g
i
, м/с
2
(g
ср
-g
i
)
2
м
2
/с
4
g
т
, м/с
2
1 2 3 4 5 сер. знач. 9,81 7. Визначте середнє арифметичне значення прискорення вільного па-
діння: n
1i
iср
g
n
1
g
( Шифр групи ) ( П. І. Б. )
( П. Б. )
8. Визначити середнє квадратичне відхилення : )1n(n
)gg(
S
n
1i
2
iср
9. Визначити довірчиалй інтерв: g = t
,n
S =
де t
,n
- коефіцієнт Ст’юдента. 10. Запишіть остаточнильому вигляді: й резутат у так
g = g g= ср
11. Визначте відносну похибку досліджень:
%100
g
g
ср
12. Визначте абсолютну похибку виміру: %100
g
gg
т
тср
13. Зробіть висновок.
КРИВ
ОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КАФЕДР ФІЗИКИ А
ЛАБОРАТОРН РОБОТА № 2 А
ВИВЧЕННЯ ЗАКОНІВ КІНЕМАТИКИ І ДИНАМІКИ ПОСТУПАЛЬНОГО І ОБЕРТАЛЬНОГО РУХІВ ТВЕРДОГО ТІЛА Студент групи ____ ___________
____
____________________________ _______
Викладач ____
______________________ _______
І. Кривий Ріг - 200… Мета роботи
: визначити прискорення вільного падіння. Прилади та матеріали
: фізичний оборотний маятник, секундомір. 3.1. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Фізичним маятником називають тверде тіло довільної форми (рис. 3.1.), яке коливається під дією сили тяжіння навколо горизонтальної осі 0, що не проходить через центр мас тіла. Ця вісь перпендикулярна площині рисунка і називається віссю обертання. О
К
С
Рис. 3.1.
Рис. 3.2.
1
5
4
3
2
Для кожного фізичного маятника мо
жна підібрати такий математичний маятник, який матиме однаковий період коливання з даним фізичним ма
ят-
ником, тобто коливатиметься з ним синхронно. Довжина такого математич-
ного маятника називається зведеною довжиною L
0
фізичного маятника. Точка на фізичному маятнику К, яка знаходиться від осі обертання маят-
ника на відстані, що дорівнює зведеній довжині цього маятника, називається центром коливань. Центр коливань К і точка О, через яку проходить вісь обе-
ртання – спряжені точки, тобто, якщо їх поміняти ролями, то період коливань фізичного маятника не зміниться. Такий фізичний маятник на
зивається обо-
ротним. Викладене дає підставу стверджувати, що для визначення періоду коли-
вань фізичного маятника можна скористатись формулою періоду математич-
ного маятника g
L
2T
, (3.1) де L – довжина математичного маят
ника, м; g– прискорення вільного падін-
ня, м/с
2
. Для цього необхідно у формулу (3.1.) підставити замість L зведену дов-
жину фізичного маятника L
0
і одержимо: g
L
2T
0
, (3.2.) З формули (3.2.) знайдемо прискорення вільного падіння g: 2
0
2
T
L
4g
, (3.3.) Це і є розрахункова формула у даній роботі. 3.2. ОПИС ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ Фізичний оборотний маятник, який застосовується в даній роботі зо-
бражений на рис. 3.2. На стежині (1) розміщені і жорстко з`єднані з ним дві трикутні призми (2) і (4), опорні ребра яких паралельні між собою і розміщені назустріч одне одному. Жорстко з`єднаний з сте
ржнем також диск (3). Диск (5) має єдине положення на стержні, при якому відстань між опорними реб-
рами призм (2) і (4) дорівнює зведеній довжині маятника L
0
.
Саме в цьому місці зафіксований диск (5). В обох лабораторіях : 417 і 418 L
0
= 72 см. 3.3. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 1. Відхиліть маятник вправо чи вліво паралельно стіні, на якій закріпле-
ний кронштейн маятника настільки, щоб вісь стержня маятника не вийшла за межі сектора, закріпленого на стіні і відпустіть маятник. 2. Пропустіть 5-6 коливань, увімкніть секундомір в момент знаходження маятника в одному з крайніх положень, відлічіть 20 повних коливань і ви
мк-
ніть секундомір в момент завершення останнього коливання. 3. Покази секундоміра занесіть до таблиці 3.1. Таблиця 3.1. № п.п. L
0
, м t
і
, c n
і
, кол. T
і
, с g
і
, м/с² (g
ср
- g
і
), м/с² (g
ср
- g
і
)², м²/с
4
1 2 3 4 5 0,72
сер. знач. 4. Дослід повторіть 5 разів з таким же числом коливань, заносячи щора-
зу результати до таблиці 3.1. 5. За розрахунковою формулою (3.3.) обчисліть прискорення вільного падіння за результатами усіх п`яти виконаних вами дослідів. Отримані дані занесіть до таблиці 3.1. 6. Обчисліть середнє арифметичне значення прискорення вільного па-
діння: n
1i
iср
g
n
1
g
де n – кількість вимірів. 7. Обчисліть середнє квадратичне відхилення: )1n(n
)gg(
S
n
1i
2
iср
8. Обчисліть довірчий інтервал: ∆g = t(n, α) ∆ S = де t(n, α) – коефіцієнт Ст’юдента. 9. Запишіть остаточний результат у такому вигляді: g = g
ср
± ∆g = 10. Визначте відносну похибку експерименту: %100
g
g
ср
11. Визначте абсолютну похибку експерименту: %100
g
gg
Т
срT
12. Зробіть висновок КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ФІЗИКИ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3 ВИЗНАЧЕННЯ ПРИСКОРЕННЯ ВІЛЬНОГО ПАДІННЯ ЗА ДОПОМОГОЮ ОБОРОТНОГО МАЯТНИКА Студент групи _______________ ( Шифр групи ) _______________________________________ ( П. І. Б. ) Викладач _________________________________ ( П. І. Б. ) Кривий Ріг - 200… 4.1. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ. Ударом називають короткочасну взаємодію тіл внаслідок їх зіткнення. При пружному ударі тіла спочатку деформуються, а потім їхні форми відновлю-
ються. Мірою пружності удару є коефіцієнт відновлення: V
V
0
, (4.1) де V та V
0
- нормальні складові швидкостей кулі відповідно при падінні на по-
верхню і при відбиванні від неї. Для всіх реальних тіл V > V
n
, а значить < 1, тобто форма тіл відновлюєть-
ся не повністю. Тому частина кінетичної енергії тіл, що стикаються, перехо-
дить в роботу деформації А. За законом збереження енергії маємо: ''
А = (Е
1
+ Е
2
) - (Е
1 + Е
2
) (4.2) Еде (Е
1
+Е
2
) і (Е'
1 +'
2
) - сумарні кінетичні енергії тіл відповідно до і після уда-
ру. 4.2. ОПИС ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ Схема лабораторної установки зобра-
жена не рисунку 4.1. Масивна стальна плита (1) закріплена на підставці (2). Ста-
льна кулька (3) і пластмасова (4) підвіше-
ні так, що вони дотискаються до плити. Кути відхилення кульок від положення рівноваги вимірюють за допомогою шка-
ли (5). Застосу
вавши закони збереження енер-
гії (4.2) і імпульсу одержимо розрахункові формули для визначення коефіцієнта від-
новлення () і роботи деформації (А) ку-
льки при ударі: ),sin(
),sin(
50
50
0
(4.3) )cos(cosmgLA
0
(4.4.) де - кут, на який відхиляємо кульку до удару; 0 - кут, на який відхиляється кулька після удару об вертикальну плиту; g – прискорення вільного падіння; L – довжина підвісу кульки (відстань від точки підвісу до центра кульки) м; m – маса кульки, що дорівнює 34 г в аудиторії 417 та …... г в аудиторії 418 для стальних кульок і 1ульок. 1 г в обох аудиторіях для пластмасових к
ННЯ РОБОТИ 4.3. ПОРЯДОК ВИКОНА
А. Визначення коефі
цієнта відновлення Всі операції описані в пунктах 1-3 повторіть 5 разів, заносячи кожного до табльиц 4.1. і 4.2. 1. Виміряйте з точністю до міліметра величину L - відстань від центра ку-
льки (стальної та пластикової) до точки підвісу. 2. Відхиліть відповідну кульку на кут 16
0
. 3. Відпустіть кульку і уважно стежачи за її рухом після відбивання від плити виміряйте по шкалі з точністю до 15 хвилин максимальний кут відхилен-
ня. 4. За формулою (4.3) обчисліть коефіцієнти відновлення для кожної куль-
ки: стальної та пластмасов
аблиоефіцнт відновлення для альної лі ст
, м і Тця 4.1. Кієстку
№ L
, , град і
іср
(
іср
)
град 0
2
1 2 3 4 5 1 3
4
5
2
Рис. 4.1. Таблиця 4.2. відновлення п
ласовоїлі пл
, м Коефіцієнтдляастм ку
№ L
і
*
, град і
іср
, град і
(
2
іср
)
1 2 3 4 5 5. Обчисліть середнє арифметичне значення
коефіцієнта для ку
льок: обох
пл
cp
n
1i
i
cm
cp
n
1
n
1i
i
n
1
. відхилення: 6. Обчисліть середнє квадратичне
.
1nn
S
1nn
S
n
1i
2
iср
n
1i
2
iср
ь довірчий інтервал: 7. Обчисліт
.S,ntS,nt
t(
, n) - коефіцієнт Ст’дента (таблиця є в лабораторії) 8. Запишіть остаточний результат для сталь
ної та пластмасової льок: . 9. Обчис
літь відносну похибку обчислень: ку
cpcp
Е
%100Е%100
срср
. 10. Зробіть висновок. Б. Визнач
ення роботи деформації кульок і плити
1. Дані, що є в пунктах 1-3 перенесіть з таблиць 4.1 і 4.2 до таблиць 4.3 і 4.4. 2. За формулою (4.4) обчисліть роботу деформації для кожної кульки: стальної та пластмасової. Таблиця 4.3. Робота деформації для стальної кулі № L, м ст
, град
0
, град A, Дж i
іср
AA
, Дж 2т
іср
)AA(
, Дж
1 2 3 4 5 Таблиця 4.3. Робота деформації для пластмасової і кул
№ L, м пл
, град
0
, град A, Дж
i
іср
AA
, Дж
2т
іср
)AA(
, Дж
1 2 3 4 5 1. Обчисліть середнє арифметичне значення роботи деформації для обох ку-
льок: n
1i
i
A
n
1
пл
ср
n
1i
i
ст
ср
AA
n
1
A
2. Обчис
літь середнє квадратичне відхилення: 1nn
AA
S
n
1i
2
cт
iср
3. ис
лінтервал: 1nn
AA
S
n
1i
2
пл
i
пл
ср
пл
Обчіть довірчий плплcmcm
S,ntAS,ntA
4. апь Зишітостаточнийрезультат у такому
вигляді: плпл
cp
плcmcm
AAАAAА
cp
cm
5. Обчис
літь ві похибку обчислень: дносну
%100%100
пл
ср
пл
пл
ст
ср
6.
Зробіть висновок.
ст
ст
А
А
Е
А
А
Е
( Шифр групи ) ( П. І. Б. )
( П. Б. )
КРИВ
ОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КАФЕДР ФІЗИКИ А
ЛАБОРАТОРН РОБОТА № 4 А
ДОСЛІ КУЛІ ДЖЕННЯ ПРУЖНОГО УДАРУ
ТА ВЕРТИКАЛЬНОЇ ПЛИТИ Студент групи ____ ___________
____
____________________________ _______
Викладач ____
______________________ _______
І. Кривий Ріг - 200… Таблиця 5.1. ( Шифр групи ) ( П. І. Б. )
( П. Б. )
№ R м h
1
м h
2
м t с J
i
кг м
2
(J
ср
- J
i
) кг м
2
(J
ср
- J
i
)
2
кг м
2
1 2 3 4 5 У
сього 7. Обчисліть середнє арифметичне значення моменту інерції: J
n
J
сi
i
n
р
1
1
де n - кількість вимірів. 8. Обчисліть середнє квадратичне відхилення: S
JJ
nn
с
i
n
()
()
рі
2
1
1
9. Обчисліть довінтервалірчій : J = t S = (n, a)
10. Запишіть остиат у такому вигляді: аточнй результ
J = J J = ср
11. Визначить відносну похибку обчислень: J
J
ср
%100
12. Зробіть висновок. КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КАФЕДР ФІЗИКИ А
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5 ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТУ ІНЕРЦІЇ МАХОВОГО КОЛЕСА Студент групи ____ ___________
____
____________________________ _______
Викладач ____
______________________ _______
І. Кривий Ріг - 200… Мета роботи:
визначити момент інерції махового колеса Прилади та матеріали:
махове колесо, на шків якого за допомогою нитки прив’язаний важок; секундомір; штангенциркуль. 5.1. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ. Моментом інерції матеріальної точки відносно осі обертання нази-
вається скалярна величина, що обертання r: дорівнює добутку маси точки m на квад-
рат її відстані до осі у, на квадрат їх відстані до осі обертання та ви-
значити з рівняння (5.4). гра-
лу вигляду (5.3), де інтегрування про
інерції однорідного циліндру (диску), відно-
сно осі циліндра, дорівнює: J = m r
2;
(5.1) Моментом інерції J механічної системи, відносно осі обертання, мо-
жливо назвати скалярну величину, що дорівнює сумі добутку мас усіх тіл, що входять в систем
Jmr
n
2
ii
i1
; (5.2) У випадку суцільного твердого тіла сума (5.2) зводиться до інте
водиться по об’єму всього тіла. Jrdm
2
; v
(5.3) Обчис
лення інтегралу (5.3), як правило, є нелегким завданням. Але для ряду геометричних фігур моменти їх інерції, за допомогою формули (5.3), визначені. Так момент Jmr
z
2
2
; 1
(5.4) , що Одиниця r
2
] = [кг м
2
]. вана
ховика
2
сил тертя в опорі ма
жняенергії, отрим
т-
вори
енту інерції махового колеса у насту
пному
де m, r - маса та радіус циліндру (диску). Момент інерції при обертальному руху має той же фізичний зміст
маса тіла при його прямолінійному руху. й виміру моменту інерції в системі СІ: [J] = [m 5.2. ОПИС ЛАБОРАТ
ОРНОЇ УСТАНОВКИ. Схема лабораторної установки зображена на рисунку 5.1. Махове колесо (1) зі шківом змінного діаметру (4) насадженні на горизонтальну вісь, що закріплена на стіні будівлі, до якої також прикріплена градуйо-
лінійка (2). До шківу, за допомогою мотузки прив’язаний важок (3), масою m. На висоті h
1
важок має запас потенційної енергії mgh
1
. Якщо надати важку можливість падати донизу, то його потенційна енергія перетво-
риться у нижній точці в кінетичну енергію поступального руху важка mV
2
/2
, кінетичну енергію оберталь
ногоруху ма J/2
тароботу ховика F
тр
h
1
. Таким чином, за законом збереен аємо: mgh
1
= mV
2/2 + J
2
/2 + F
тр h
1
;
(5.5) Пройшовши нижню точку, важок підійметься на висоту h
2
, меншу за висоту h
1
. Це відбувається тому, що частина потенційної енергії важка пере
ася на роботу сил тертя. Тобто: л
F
тр
(h
1
+h
2
) = mgh
1
- mgh
2
; (5.6)
Сумісне вирішення рівнянь (5.6) та (5.7) дозво-
ляє отримати формулу для обчислення мом
вигляді: JmRgt
h
hhh
2
2
2
1
; (5.7) де який намотувалась мотузка; t - час проходжен
виконан
их вами дослідів. Отримані результати 11
2
()
m - маса важка, що дорівнює 86 грам в аудиторії 417 та 400 грам в аудиторії 418; R - радіус шківа на h
2
h
1
3
1
4
2
Рис. 5.1. ня важком відстані h
1
. 5.3. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ. 1. Виміряйте штангенциркулем радіус шківа R, на який на який ви збираєтесь намотували мотузку, результат внесіть до таблиці 5.1. 2. Накрутіть на шків махового колеса мотузку, при цьому важок пі-
дійміться на висоту h
1
. Виміряйте цю висоту та внесіть до таблиці 5.1. 3. Відпустіть важок і за допомогою електронного секундоміра вимі-
ряйте час руху важка до нижньої точки. Отриманий результат внесіть до таблиці 5.1. 3. Визначте висоту h
2
, до якої підніметься важок з нижньої точки. Отриманий результат також занесіть до таблиці 5.1. 5. Досліди, що вказані у п.п. 1 - 5 виконайте 5 разів. Усі результати вимірювань також внесіть до таблиці 5.1. 6. За формулою (5.7) обчисліть момент інерції махового колеса за результатами усіх п’яти
внесіть до таблиці 5.1. Мета роботи
: дослідження основного закону обертального руху твердого тіла та визначення моменту інерції хрестового маятника Обербека і моменту сил тертя. Прилади та матеріали
: маятник Обербека, секундомір, важки для утворення обертального моменту. 6.1. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Обертання твердого тіла навколо нерухомої осі описують за допомогою основного закону обертального руху: ,
1
5
2
F
тр Т
1
4 T
6
3
m
1
g
Рис. 6.1.
I
dt
IM
d
(6.1.) де М - момент сили, що діє на тверде тіло відносно нерухомої осі, Нм; - кутове прискорення рад/с
2
; І - момент інерції тіла, який визначається за тео-
ремою Штейнера, кгм
2
: I=I
0 + rm
2
, де І
0
- момент інерції тіла відносно вісі, яка проходить через його центр маси паралельно заданій вісі, r-відстань між осями , м; m - маса тіла, кг. 6.2. ОПИСАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ Маятник Обербека являє собою систему, що складається з чотирьох спиць (1), закріпле-
них на втулці зі шківами (2) під прямим кутом одна відносно другої. Маятник може вільно обе-
ртатись на
вколо горизонтальної осі. В лаборато-
рній роботі момент сили утворюється важком масою m
1
(3), прив'язаним до нитки (4), що на-
мотана на шків втулки (5) маятника (Рис. 6.1.). Відстань, яку проходе важок показує лінійка (6). Для визначення прискорення, вимірюють час опускання важка до нижнього положення і кори-
стуються формулою для рівно прискореного ру-
ху на відстані h з умови, що початкова швидкість дорівнюється нулю: ,
2
2
t
h
a
(6.2.) Для визначення кутового прискорення використовують формулу: ,
r
a
(6.3.) де r - радіу
с шківа, м. Запишемо основний закон поступального руху важка m
1
, що опускається, в скалярній формі: m
1
g - T = m
1
a, де Т - сила натягу нитки, Н. Звідси маємо: T = m
1
(g - a). (6.4.) Згідно третього закону Ньютона, на блок діє збоку важка сила Т
1
, модуль якої дорівнюється силі Т, діючої на важок: Т
1 = Т. З урахуванням цього, момент сили натягу нитки Т
1
знаходимо за виразом: M
Н
= T r, (6.5.) де r - радіус шківу маятника, м. Момент сили тертя М
тр
знаходимо за виразом: М
тр
= F
тр
r
0
, (6.6.) де r
0
- радіус втулки маятника, м. В лабораторній установці момент сили тертя являється достатньо вели-
ким і нехтувати ним не можна, оскільки це приводить до значних похибок в експериментах. При цьому момент сили тертя може збільшуватись завдяки збі-
льшенню маси важка m
1
тому, що, по-перше - зростають сили тиску на вісь маятника, збільшуючи сили тертя; по-друге - знижується точність вимірювання часу опускання важка за рахунок зменшення інтервалу часу опускання. Таким чином, реальне відображення основного закону динаміки оберта-
льного руху абсолютно твердого тіла має вигляд: M
Н
- M
тр
= I. (6.7.) bkxy
Як ми бачим
о, залежність М
Н
від лінійна типу , де k
- кут нахилу лінії до осі абсцис, а b - точка перетину лінії з віссю абсцис. 6.2. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 1. Закріпити важок m
1
на кінці нитки та за допомогою секундоміра визна-
чити час опускання важка до нижнього положення, яке відповідає висоті h його підняття. На основі отриманих даних визначити прискорення руху а за форму-
лою (6.2.) та кутове прискорення за формулою (6.3.). 2. Дослід повторити пять разів, додаючи кожного разу по одному важку. Примітка
: Виміри виконувати з одним і тим же шківом. 3. За формулою (6.5.) визначити момент сили натягу нитки М
Н
. 4. Результати обчислень та вимірювань занести до таблиці 6.1. 5. Побудувати графічну залежність кутового прискорення руху маятника від обертального моменту сили натягу нитки =f(М
Н
), вибравши відповідний масштаб. Примітка:
Якщо на графіку буде велике розсіювання експериментально-
розрахункових точок для побудови прямої, то її потрібно будувати за методом найменших квадратів згідно з методичними вказівками "Обробка результатів вимірювань". 6. З побудованого експериментального графіка визначити: момент сили тертя М
тр
; момент інерції маятника І як котангенс кута нахилу лінії графіка до осі М: .
M
ctgI
(6.7.) Таблиця 6.1. № п.п. m
1i
,кг t
і
, c h
і
, м а
i , м/с
2 i
, 1/с
2 М
Нi, Нм
М
Fi, Нм
I, кгм
2 1 2 3 4 5 6. Визначити розрахунковий момент інерції маятника )
12
1
4
1
4
3
4
222
тт
2
p
Rr(mmI
c
, де m
c
- маса стержня (m
c
= 129 г), - довжин
а стержня, m
т
= 114 г - маса тя-
гарця (циліндра на стержні), R - відстань від осі обертання маятника до сере-
дини тягарця на стержні. p
I
7. Визначити абсолютну похибку виміру моменту інерції: %100
І
ІІ
р
р
8. Зробити висновок. КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ФІЗИКИ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 6 ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТУ ІНЕРЦІЇ ХРЕСТОВОГО МАЯТНИКА ОБЕРБЕКА ТА МОМЕНТУ СИЛИ ТЕРТЯ Студент групи _______________ ( Шифр групи ) _______________________________________ ( П. І. Б. ) Викладач _________________________________ ( П. І. Б. ) Кривий Ріг - 200… м
H
,
M
M
6.2Рис.
тр
M
сад
р
/
,
Мета роботи
: визначити в’язкість рідини при кімнатній температурі методом Стокса. Прилади та матеріали
: скляний циліндр діаметром 6 – 8 см і висотою 60 – 70 см; кульки діаметром 0,5 – 1,5 мм; масштабна лінійка; секундомір; пінцет; штангенциркуль. 7.1. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ В реальних рідинах поряд з силами нормального тиску на границях рухомих елементів рідини діють також дотичні ( тангенціальні) сили в’язкості (внутрішнього тертя). В’язкість – це власти
вість текучих тіл (рідин та газів) створювати опір переміщенню їх однієї частини відносно другої. Основний закон в’язкості течії було встановлено Ньютоном: S
zz
F
12
12
, де F - тангенціальна сила, яка викликає зсув шарів рідини один відносно од-
ного, S – площа шару, по якому спостерігається зсув; 12
12
zz
- градієнт швидкості течії; коефіцієнт пропорційності - коефіцієнт динамічної в’язкості, який характеризує опір рідини зсуву її шарів. За фізичним змістом коефіцієнт динамічної в’язкості чисельно дорівнює тангенціальній силі, що приходиться на одиницю площі, необхідної для підт-
римання різниці швидкостей, рівній одиниці, між двома паралельними шара-
ми рідини, відстань між якими дорівнює одиниці. В СІ цей к
оефіцієнт вимі-
рюють в [Пас]. 7.2. ОПИСАННЯ ПРИЛАДУ ТА МЕТОДА СТОКСА. А
F
c
F
A
l
mg
В
Рис 7.1.
Прилад для визн
ачення в’язкості рідини складається з високого скляного циліндра, наповненого досліджуваною рідиною (рис. 7.1). На циліндрі є дві кільцеві горизонтальні риски, розміщені одна від одної на певній відстані l. Опущена в рідину кулька в методі Стокса спочатку рухається прискорено, але цей рух швидко переходить на рівномірний, що відбувається в лабораторній ус
та-
новці на глибині 8 – 10 см. На цій глибині на циліндрі нанесено верхню горизонтальну риску А. У нижній ча-
стині циліндра нанесено другу горизонтальну риску В. На тверду кульку, що падає в рідині, діють такі сили: сила тяжіння кульки F
т
, спрямована вертикально вниз, відштовхувальна сила F
А
Архімеда, спрямована верти-
кально вгору, та, зумовлена в’язкістю рідини, сила опо-
ру Стокса F
c
. Це дає можливість записати закон руху кульки на дільниці рівномірного руху у скалярному вигляді: F
т
= F
А
+ F
С
(7.1.) Ці сили визначаються за формулами F
т
= mg , F
А
= gV , F
С
= 6rv , де - густина рідини, кг/м
3
; - коефіцієнт динамічної в’язкості рідини, Пас; V – об’єм кульки, м
3
: V = (4/3)r
3
, r – радіус кульки, м; v - швидкість рівномі-
рного руху кульки між рисками, м/с; m – маса кульки, кг: ,Vm
де - густина речовини кульки: =2600 кг/м
3
. З урахуванням всього з (7.1.) отримаємо розрахункову формулу для визна-
чення коефіцієнта динамічної в’язкості методом Стокса: ,gt
rργ
9
2
η
2
(7.2.) де t – час руху кульки між вказаними горизонтальними рисками, с; - відс-
тань, яку проходить ку
лька в разі рівномірного падіння, м. Теоретичне значення т
для рідини, яку пропонується взяти за досліджува-
нупри температурі t = 20
0
С та нормальному атмосферному тиску Р
а
= 101,3 кПа дорівнює т
= 986 мПас, густина рідини = 900 кг/м
3
. 7.3. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 1. За допомогою мікрометра виміряйте діаметр кульки з точністю до 0,01 мм. 2. Визначити відстань між горизонтальними ри
сками на скляному цилін-
дрі. 3. Візьміть кул
ьку і опустіть її в рідину. Виміряти час руху кульки. 4. За формулою (7.2) обчисліть значення коефіцієнта динамічної в’язкості рідини i
. 5. Дослід провести п’ять разів, результат вимірювань та обчислень внесіть до звітної таблиці 7.1. Таблиця 7.1. № п.п. ,
м , кг/м³ , кг/м³ r
і
, мt
і
, с i
, Па∙с ,
iср
Пас 2
)(
іср
Па
2
с
2 1 2 3 4 5 6. Визначити середнє арифметичне значення динамічного коефіцієнту в'язко-
сті: n
1i
i
n
1
ср
7. Визначити середню квадратичну похибку: 1)-n(n
n
1i
2
iср
S
8. Визначити границі довірчого інтервалу: n
tS
,
де - коефіцієнт Ст'юдента. Якщо = 0,9, а n = 5
, то t
t
n
,
,n
= 2,13. 9. Записати остаточний результат обчислення коефіцієнта динамічної в’язкості рідини у вигляді: ср
10. Визначити відносну похибку обчислень: %100
ср
11. Визначити абсолютну похибку виміру: %100
т
срт
12. Зробити висновок. КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ФІЗИКИ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 7 ВИЗНАЧЕННЯ В'ЯЗКОСТІ РІДИНИ ЗА МЕТОДОМ СТОКСА Студент групи _______________ ( Шифр групи ) _______________________________________ ( П. І. Б. ) Викладач _________________________________ ( П. І. Б. ) Кривий Ріг - 200… Мета роботи:
визначити залежність шляху від часу при рівноприскореному русі. Прилади і ма
теріали:
1. Машина Атвуда. 2. Додаткові важки. 8.1. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Якщо на правий основний важок маси m
1
покласти додатковий важок маси m
2
, то при звільненому від гальма блоці, через який перекинута нитка з важками, правий важок почне рухатись з прискоренням а. 5
6 4
Т
1
1
Т
2
3
2
m
1
g
(m
1
+m
2
)g
Рис.8.1.
Знайдемо закон ру
ху правого важка. При цьому будемо користуватись нерухомою системою координат, початок якої співпадає з центром блока. Вісь координат ОХ направимо вниз. На важок діють дві сили: сила ваги g
напрямлена вниз, і сила реакції правої частини нитки (-Т
)mm(
21
2
), на-
прямлена вгору. За другим законом Ньютона у скалярній формі: ,)()(
21221
ammTgmm
(8.1.) де а – прискорення важка. Застосуємо другий закон Ньютона до руху лівого важка (без додатко-
вого важка). Якщо невагома нитка нерозтяжна, то прискорення лівого важка дорівнює прискоренню правого важка за модулем і протилежне за напрямом, тобто воно дорівнює (-а). Силу реакції лівої нитки позначимо Т
2
, тоді: amTgm
(8.2.) 111
Так як си
ли реакції лівої і правої частин нитки рівні за величиною і протилежні за напрямом силам натягу цих частин нитки, то для блока можна записати основний закон обертального руху: ,ІM
(8.3.) де М- обертальний момент; І- момент інерції блока; - кутове прискорення блока. В нашому випадку, очевидно: і rTrTM
21
,
r
a
(8.4.) де r
- радіус блока; а – прискорення точок ободу, яке дорівнює (при відсутно-
сті проковзування нитки) прискоренню руху правого важка. Тоді, з урахуванням (8.4.) рівність (8.3.) прийме вигляд: r
a
ІrTrT
21
(8.5.) При невагомому блоці (а в нашому випадку саме так і є, бо блок має дуже малу масу) його момент інерції І = 0 і на основі (8.5.): .
(8.6.) TT
21
З рівності (8.
1.), (8.2.), (8.6.) одержимо: ,
mm2
gm
а
21
2
(8.7.) В лабораторній роботі момент сили утворюється різницею (Р
1
- Р
2
), де Р
1
- вага більшого (правого), а Р
2
- вага меншого (лівого) важків. Якщо момент сил тертя М
тр
, прикладених до вісі шківа малий у порівнянні з мо-
ментом сили натягу нитки М, то легко перевірити рівняння (8.3.). В цьому випадку величиною М
тр
нехтують та вимірюють час опускання правого ва-
жка до нижнього положення, після чого знаходять прискорення руху важка: ,
t
h2
2
a
(8.8.) бо початкова швидкість руху важків дорівнює нулю. 8.2. ОПИС ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ Загальний вигляд машини Атвуда по-
казаний на рисунку 8.1. На вертикальній колонці (1), яка закріплена на основі (2), прикріплені два кронштейни: неру-
хомий нижній (3) і рухомий верхній(4). Через легкий пластмасовий блок (5) перекинута тонка нерозтяжна нитка (6), до кі-
нців якої прикріплені важки , що мають м
аси: лівий - , правий - (
m
1
m
1
+m
2
). 8.3. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 1. Увімкнути електричну вилку приладу у ро-
зетку і натиснути кнопку “Сеть”. При цьому вмикається електромагніт і система утриму-
ється в стані спокою. 2. Взявши рукою правий важок, перемістити його по вертикалі так , щоб його нижня основа співпадала з горизонтальною рискою на верхньому кронштейні. 3. За допомогою рухомого кронштейна послі
довно встановити довжини від 32см до 42см з кроком по вашому вибору (всього п’ять значень). Таблиця 8.1. № h
i
,м t
i
, с (t
i
)
2
, с а
і
, м/с
2 а
ср
- а
і
, м/с
2 (а
ср
- а
і
)
2
, м
2
/с
4 1 2 3 4 5 4. Натиснути кнопку “Пуск”. Цим самим вимикається електромагніт, гальмо звільняє диск і він починає обертатися, а правий важок рухатися вниз. Після зупинки цього важка на амортизаторі нижнього кронштейну записати у звітну таблицю покази секундоміра. Це буде час t
i
руху важка на шляху h
i
. 5. Дослід виконати 5 разів. Після кожного з них натискувати кнопку “Сброс” і повторювати пункти 3, 4. Добуті результати записати у звітну таблицю 8.1. 7. За формулою (8.8) знайти прискорення руху важків для усіх вимірювань. 8. Знайти середнє арифметичне значення прискорень: n
1і
іср
а
n
1
а
9. Знайти середнє квадратичне відхилення: )1n(n
)aa(
S
n
1i
2
iср
10. Визначити границі довірчого інтервалу: Sta
n,
де t
,n
- коефіцієнт Ст’юдента. 11. Записати остаточний результат у вигляді: )aa(a
ср
12. Визначити відносно похибку: %100
a
a
ср
13. Накреслити графічну залежність h = f(t
2
). Примітка. Якщо на графіку буде велике розсіювання експериментально-
розрахункових точок для побудови прямої, то її потрібно будувати за методом найменших квадратів згідно з методичними вказівками “ Обробка результатів вимірювань”. 14. З побудованого експериментального графіка визначити прискорення а
т
, як кута нахилу лінії графіка до вісі : )t(
2
.22
2
гр
t
h
tga
15. Визначене прискорення а
ср
зрівняти з прискоренням а
т
, яке було отримане за графіком. Для цього визначити абсолютну похибку вимірювання: %100
гр
сргр
a
aa
17. Зробити висновок. КАФЕДРА ФІЗИКИ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 8 ВИЗНАЧЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ ШЛЯХУ ВІД ЧАСУ ПРИ РІВНОПРИСКОРЕНОМУ РУСІ Студент групи _______________ ( Шифр групи ) _______________________________________ ( П. І. Б. ) Викладач _________________________________ ( П. І. Б. ) Кривий Ріг - 200… ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №9 Мета роботи: експериментально визначити роботу, виконану силами тертя опору маятника Обербека, використовуючи основний закон збереження енергії. Прилади та матеріали: маятник Обербека, важок, електросекундомір. Короткі теоретичні відомості Якщо нитку з причепленим важком намотати на шків колеса, то в такому положенні на висоті h важок матиме запас потенціальної енергії mgh (m -маса важка). При повному опусканні важка в нижню точку підвісу весь запас потенціальної енергії переходить в кінетичну енергію поступального руху важка
2
2
mv
(v - швидкість
важка в нижній точці
підвісу), кінетичну енергію обертового руху колеса 2
2
I
(
- кутова швидкість колеса)та витрачається на виконання роботи А силами тертя опору колеса 22
22
Imv
mgh (1) Швидкість важка в нижній точці підвісу визначаємо за законом рівноприскореного руху: t
h
v
2
(2) Кутову швидкість колеса виражаємо через лінійну швидкість важка: tR
h
R
v 2
(3) t - час опускання важка з висоти h в нижню точку R - радіус шківа, на який намотується нитка Підставивши (2) і (3) в (1) дістанемо формулу для обчислення роботи на подолання сил тертя: 22
2
2
R
I
m
t
h
mghA
(4) де І - момент інерції маятника Обербека, який знаходиться за формулою: 2
3
4
lmI
c
(5) m
c - маса стержня m
c
= 0,045 кг l
- довжина стержня, l
= 0,225м m - маса важка, m =0,122 кг R - радіус шківа, R=0,042 м ОПИС ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ Маятник Обербека - це інерційне колесо, до якого прикріплено чотири стержні, з'єднані в хрестовину. На вертикальній колоні 1, яка закріплена на основі 2, знаходиться нерухомий З i рухомий 4 кронштейни, а також нерухомі втулки 5,6. Горизонтальність приладу забезпечується опорами 7, які регулюються за висотою. На основі нерухомої втулки 5 закріплено блок із двохстепеневим диском 9, до якого прив'язано мотузку з важком 10, та чотирма стержнями 14, розміщеними перпендикулярно до осі диска. На кронштейнах закріплено фотоелектричні датчики 11,12 , за допомогою яких вмикається та вимикається єлектросекундомір 13. Порядок виконання роботи 1. Перевірити, чи перекинуто нитку через блок 8. 2. Ввімкнути прилад в мережу (в присутності викладача) 3. Послідовно натиснути клавіші "сеть", "пуск"', '"сорос" 4. Крутячи маятник рукою за стержні проти руху годинникової стрілки, намотати нитку на більший шків так, щоб важок знаходився на рівні верхньої площини кронштейна 4. 5. Притримуючи стержні хрестовини маятника в такому стані, натиснути клавішу "Пуск". Стержні відпустити. Увага! При обертанні стержнів хрестовини маятника зручну прилад має обертатися легко. Це можливо тільки при натиснутій клавіші "Пуск". Якщо прилад в такому стані вільно не обертається, необхідно натиснути та відпустити клавішу "Сброс". 6. Натиснути клавішу "Пуск", Важок почне опускатись і зупиниться на амортизаційній підставці. 7. Покази секундоміра занести до звітної таблиці. Повторити досліди 5 раз. 8 За формулою (4) обчислити роботу сил тертя, одержані результати занести до таблиці №
1
h
, м t, с i
A
, Дж
i
AA , Дж 2
i
AA , Дж Е, Дж 2
3
4
5
С
9. Обчислити середнє арифметичне значення роботи. n
i
i
A
n
A
1
1
10. Обчислити середнє квадратичне відхилення: )1(
1
2
nn
AA
S
n
i
i
11. Обчислити довірчий інтервал: StA
n ),( 12. Запишіть остаточний результат у такому вигляді AAA 13. Визначіть відносну похибку обчислень %100
A
A
E
14. Зробіть висновок Мета роботи
: - визначити відношення питомих теплоємностей газу при сталому тиску та сталому об’ємі. Прилади та матеріали
: скляний балон мисткистю 25 – 30 л з герметичною гумовою пробкою і краном; відкритий водяний манометр; повітряний насос; гумові трубки. 10.1. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Рис.10.1.
b
a
1
h
4
5
6
3
2
Теплоємністю С називається відношення кількості теплоти Q, наданого тілу (системі), до відповідного підвищення температу
ри тіла Т: T
Q
С
, (10.1.) Теплоємність, віднесена до одиниці маси називається питомою с
, а відне-
сена до одного моля - молярною С. Між цими величинами існує очевидна за-
лежність: сС
, (10.2.) В подальшому ми будемо розглядати тільки питому теплоємність. Умова (10.2) дозволяє завжди легко перейти, в разі необхідності, до молярної теплоємності. Газ можна нагрівати двома способами: при сталому об'ємі – ізохоричний про-
цес, питома теплоємність с
v
і при сталому тиску – ізобаричний процес, питома теплоємність с
р
. При ізохоричному нагріванні газ не розширюється і робота ним не виконується, а вся теплота, що надається газу, іде на підвищення його внутрішньої енергії. При ізобаричному нагріванні газ обов'язково розширюєть-
ся (в супротивному разі тиск газу підвищується), а значить виконує роботу проти зовнішніх сил. Отже, для нагрівання тієї самої маси газу до однакової температу
ри при ізобаричному процесі треба витратити більше теплоти, ніж при ізохоричному, бо при ізобаричному процесі крім витрати теплоти на нагрі-
вання газу, теплота витрачається і на зовнішню механічну роботу. Іншими сло-
вами, С
p
>С
v
. У фізиці велике значення має відношення питомих теплоємностей газу за сталого тиску та сталого об’єму: .
v
р
С
С
(10.3.) Величина >1 називається показником адіабати і входить, наприклад, в рівняння Пуасона для адіабатного процесу, в формулу роботи газу при адіабатному процесі, тощо. Теоретичне значення легко знайти за формулою: i
i2
т
, (10.4.) де і - число ступенів свободи газу; для повітря і = 5. Метод вимірювання відношення питомих теплоємностей , який викорис-
товується у даній роботі ґрунтується на адіабатному розширенні повітря при швидкому випусканні його з балона, тиск у якому перевищує атмосферний. При адіабатному розширенні повітря охолоджується і тиск його зменшується. Відношення (10.3.) легко знайти експериментально методом Клемана і Дезорма. Цей метод гру
нтується на адіабатному розширенні або стисканні газу. 10.2. ОПИСАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ
Прилад Клемана і Дезорма зображено на рис.10.1., де (а) - пристрій для нагнітання повітря, який має в своєму складі: скалярний балон місткістю 20л (1); гумову пробку (2), яка герметично закриває балон; насос (3); кран (5), що дозволяє з'єднувати об'єм балона з навколишнім повітрям та клапан (6); (b) - водяний відкритий манометр (4). На основі теоретичних міркувань доведена наступна робоча форму
ла для обчислення відношення питомих теплоємностей повітря за сталого тиску та сталого об’єму: .
h
21
1
h
(10.5.) т
h
де h
1
, h
2
- надмір тиску в балоні над атмосферним тиском відповідно на початку досліду та в його кінці. 10.3. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 1. Ознайомтеся з приладом згідно з вищенаведеним описом. Знайдіть кран (5) і закрийте його. 2. Насосом накачати в скляний балон деяку кількість повітря, поки рівень води у правому прозорому коліні манометра не підніметься на 20-25 см. Це буде ; висота h
1
занесіть її значення з точністю до 1 мм в таблицю 10.1. 3. Відкрити на короткий час кран (5) і закрити його одразу, як тільки тиск у манометрі досягне нуля. В цей момент тиск у балоні дорівнюватиме атмос-
ферному. Температура повітря в балоні знизиться внаслідок адіабатного (швидкого) розширення повітря при виході із балона. 4. Спостерігайте за рівнем води в манометрі - він буде підійматись. Через 2-3 хв. підняття рівня води припиниться. Виміряйте з точністю до міліметра цю висоту відносно нульового рівня. Це і буде h; занесіть її значення до таблиці 2
10.1. з тією самою точністю ( до 1 мм ). 5. Операції описані в пунктах 2-4 повторіть п'ять разів, заносячи щоразу результати вимірів до табл.10.1. 6. Для кожного з п'яти дослідів за формулою (10.5) обчислить і
та за формулою (10.4)теоретичне значення ; отримані резу
льтати занесіть до таблиці 10. 1. 7. Таблиця 10.1. № /п п
h
1
, м h
2
, м i ср
- i
│ - i
)
2 т │ (
1 2 3 4 5 сер. знач. 7. питомних теплоємностей повітря засталого об’єму : Обчисліть середнє арефметичне значення відношення
сталого тиску та n
1i
iср
n
1
де n - кількість вимірів. 8. Обчисліть середнє квадратичне відхилення: )1n(n
)(
S
n
1i
iср
2
9.
Обчисліть довірчий інтервал
яка є у лабораторії). вигляді: : = t
(n, )
S =
де t
(n,)
- коефіцієнт Ст’юдента ( брати із таблиці, 10.
Запишіть остаточний резуль
= тат у такому ср
= 11.
Визначіть відносну похибку обчислень: %100
ср
12.
Визначить абсолютну похибку вимірювання: %100
т
срт
13.
Зробіть ви
КРИВОРІЗЬКІВЕРСИТЕТ КАФЕДРФІЗИКИ ВИЗНАЧЕННЯ ГАЗУ МЕТОДОМ КЛЕМАНА І ДЕЗОРМА Сту
дент групи _______________ _______________________________________ ( П. І. Б. ) Викладач _________________________________ ( П. Б. ) Кривий Ріг - 200… сновок.
ИЙ УН
ТЕХНІЧНИЙ
А ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 10 ВІДНОШЕННЯ ПИТОМИХ ТЕПЛОЄМНОСТЕЙ
( Шифр групи ) І. Мета роботи
: визначити температуру фазового переходу I роду для крис-
талічного олова і зміну ентропії на протязі цього термодинамічного проце-
су. Прилади та матеріали
: циліндр з оловом, термопара, електропіч. 11.1. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ 3 1 4 2 5 Рис.11.3. Фазою нази
вають стан термодинамічної рівноваги речовини, відмінний за фізичними властивостями від інших можливих станів цієї речовини. Перехід речовини з однієї фази в іншу, наприклад, з твердої в рідку, нази-
вають фазовим переходом. За фазових переходів 1 роду теплота поглина-
ється або виділяється (її нази
вають теплотою фазового переходу). Переходи ІІ роду характеризуються постійною температурою та густиною речовини, так, наприклад, стрибкоподібний зміною питомої теплоємності. За фазових переходів ІІ роду поглинання або виділення теплоти не відбувається. Прик-
ладом перетворення ІІ роду може бути перехід заліза з феромагнітного ста-
ну в парамагнітний. Вигляд температурної кривої за фазового переходу І род
у зображено на рис. 11.1. На рис 11.2. зображені діаграми твердого, рідкого та газоподібного стану речовини. Криві розбивають координатну площину на три області відповідно твердої, рідкої та газоподібної фази. Перехід з однієї області в іншу і є переходом І роду. Крім того, ми бачимо потрійну точку, в якій речовина може існу
вати одразу в трьох станах при тиску P
та температурі Точка К має назву точки Кюрі, відносно яко
ї в деяких речовинах і відбувається перехід ІІ роду. Зведеною кількістю теплоти, яка передається тілу на нескінченно малій ділянці, називають відношення d
T
dQ
/
, де dQ
- нескінченно мала зміна те-
плоти; d
T
- температура процесу. Для будь-якого зворотного кругового процесу, сума зведеної кількості теплоти дорівнює нулю: .0
T
dQ
(11.1.) Внаслідок цього, підінтегральний вираз dQ/T є повним диференціалом функції, яка визначається тільки станом системи і не залежить від шляху, яким система прийшла у цей стан. Означена функція стану термодинамічної системи S, повний диференціал якої дорівнює зведеній кількості тепла, називають ент-
ропією тіла: Т
,
K
тр.
тр.
Т
.
T
dQd
S
(11.2.) З цієї формули видно, що dS i dQ мають однакові знаки, внаслідок чого за характером зміни ентропії є можливість визначити, в якому напрямі йде те-
плообмін. Таким чином, ентропія визначається станом системи і характеризує саму імовірність цього стану. Наприклад, для ізольованої системи, dQ = 0 тоді з формули (11.2) для оборотних процесів dS = 0, тобто S = const і, таким чином, ми можемо зробити висновок, що для ізольо
ваної системи всі її стани при зво-
ротному процесі рівно імовірні. Чисельно може бути визначена тільки зміна ентропії тіла в разі його пе-
реходу з одного стану в інший: 1
2
12
2
TT
1
T
2
1
T
21
T
T
lncm)TlnT(lncm
T
cmdT
T
dQ
SSS
,(11.3.) де с - питома теплоємність тіла; m - його маса; Т
1
і Т
2
- термодинамічні тем-
ператури тіла відповідно в стані 1 і 2. 11.2. ОПИСАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ. Лабораторнаустановка (рис 11.3.) складається з металевого циліндра (1), у якому знаходиться олово (2) масою m = 50 г. В олові встановлена термопара (3), яка з`єднана з вимірювальним приладом (4). Металевий циліндр з оловом стоїть на електроплитці (5). Рис. 11.1
Тверда
фаза
плавленняТверда фаза
Рідк
а
фаза кристалізація
,c
t
11.3. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ. УВАГА!!! Без дозволу викладача електроплитку в мережу не вмикати. 1. Ввімкнути електроплитку. 2. Через 20 хв. після ввімкнення установки в мережу починають вимірю-
вання. Через рівні проміжки часу t = 5 хв, за шкалою вимірювального при-
ладу визначають температуру олова і експериментальні дані заносять до таблиці. 3. Коли температура досягне 240...250
о С, експеримент припиняють. Вимкнути електроплитку! Таблиця 11.1. T, K t, с S, Дж/К 4. Намалювати графік експериментальної залежності температури олова від часу )
t
(fT
фазового переходу. 5. Визначити за графіком )
t
(f
6. За формулою (11.3.) визначити зміну ентропії для п`яти будь-яких діля-
нок цього термодинамічного процесу. Питому теплоємність олова при-
йняти С=230 Дж/(кгК). T
температуру фазового переходу 1 роду для олова, якщо він відбувся. 7.
Отримані дані занести до звітної таблиці 11.1. 8.
Зробити висновок. КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ФІЗИКИ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 11 ВИЗНАЧЕННЯ ЗМІНИ ЕНТРОПІЇ КРИСТАЛІЧНОГО ОЛОВА У РАЗІ ЙОГО НАГРІВАННЯ Студент групи _______________ ( Шифр групи ) _______________________________________ ( П. І. Б. ) Викладач _________________________________ ( П. І. Б. ) Кривий Ріг - 200…
Мета роботи
: визначити абсолютну і відносну вологість повітря. Прилади і ма
теріали
: психрометр Асмана, барометр. 12.1. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Внаслідок безперевного випаровування води з поверхні водойому і рослинного покриву, повітря атмосфери завжди має в своєму складі деяку кількість водяної пари. Знання вологості повітря має велике значення як при дослідженні різних явищ в атмосфері, так і для деяких виробництв, гігієни і т.д. Для кількісн
ої характеристики вологості повітря користуються поняттями абсолютної, максимальної, та відносної вологості. Абсолютною вологістю повітря q називається фізична величина, яка вимірюється масою водяної пари в грамах, що міститься в 1 м
3
повітря при даній температурі (тобто густиною водяної пари). Часто абсолютну вологість визначають як парціальний тиск водяної пари і вимірюють її в міліметрах ртутного стовпа. Така заміна одиниці вимірювання абсолютної вологості обґрунтована тим, що густина водяної пари і парціальний тиск її - величини пропорційні: PV = (m/)RT
P = RT/.
У цій роботі застосовується саме така одиниця вимірювання. Максимальна вологість повітря F
1
вимірюється парціальним тиском водяної пари, що насичує повітря при даній температурі (вимірюється в міліметрах ртутного стовпа). Відносна вологість повітря r, якою визначає міру насиченості повітря парою вимірюється відношенням абсолютної вологості q до її максимального значення F
1
при даній температурі і виражається у відсотках. %100
1
F
q
r
(12.1.) 12.2. ОПИС ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ 4
1
3
2
рис. 12.1.
Психрометр Асман
а (рис.12.1) складається з двох однакових термомерів (1) і (3), резервуари яких з метою захисту від зовнішнього випромінювання розміщені всередині відкритих металевих трубок з подвійними стінками. Резервуар одного термометра обтягнуто батистом, кінець якого опущено в невелику посудину з водою (2). Це - вологий термометр, інший – сухий. Швидкість обтікання повітрям резерву
арів сухого і вологого термометрів повинна бути завжди стала. Це досягається за допомогою вентилятора з годинниковим механізмом (або електричним приводом), розміщеним у верхній частині приладу (4). Сухий термометр психрометра показує температуру повітря t
1
, а вологий – температуру t
2
, більш низку, яка залежить від відносної вологості повітря. Теоретично доведена наступна формула для абсолютної вологості q (мм.рт.ст.): q = F
2
- AH(t
1
– t
2
),
(12.2.) де F
2 – парціальний тиск насиченої водяної пари при температурі вологого термометра t
2
, мм. рт. ст. (знаходиться F
2
з таблиці 12.1. при температурі t
2
); A – стала психрометра; для даного приладу А = 0,001град
-1
; Н – атмосферний тиск, мм. рт. ст. (знаходиться по барометру). 12.3. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 1. За допомогою ключа (4), який розміщений у верхній частині приладу, заведіть годинниковий механізм (не зірвіть при цьому пружину !). При електричному приводі – увімкніть прилад в мережу 220 В. 2. Після того як процес випаровування стане незмінним (температура вологого термометра перест
ане опускатись, відлічіть по шкалах термометрів температури t
1
– сухого і t
2
– вологого термометра). 3. Визначте по барометру атмосферний тиск (мм. рт. ст.). 4. В довідковій таблиці, яка є в лабораторії (таблиця 12.2.) знайдіть пар-
ціальні тиски насиченої водяної пари F
1
і F
2
відповідно при температурах t
1
і t
2
. 5. За розрахунковою формулою (12.2.) обчисліть абсолютну вологість повітря. Таблиця 12.1. № п/п t
1
, 0
C t
2
, 0
C F,мм
1
рт.ст
F,мм
2
рт.ст
H,мм рт.ст q
і
,м
м рт.ст │q-q│, срі
мм рт.ст (q-q)
2
, срі
(мм рт.ст)
2 1 2 3 4 5 6ати вимірів
7. фметичне значеннабсолютної вологості : . Всі операції 1 6 повторіть п´ять разів, заносячи щоразу результ
до таблиці 12.1. Обчисліть середнє ария повітря
ср
q
8. Обчисліть середне квадратичне відхилення:
n
1i
i
q
n
1
де n – кількість дослідів (n = 5) )1n(n
)qq(
2
iср
9. Обчисліть довірчий гляді: : S
n
1i
інтервал: ∆q = t(n,α)
∆S = де t(n,α) – коефіціент Ст’юа дент
резу
льтат у таком
10. Запишить остаточний у ви
q= q
р
± ∆q = с
11. Визначте відносну похибку експериментів
%100
q
q
ср
12. Визначте відносну вологість повітря: %100
F
q
r
СР
1
ср
13. Зробіть висновок КРИВОРІЗЬКІВЕРСИТЕТ КАФЕДР ФІЗИКИ ВИЗНАЧЕННЯДОПОМ
ОГОЮ ПСИХРОМЕТРА АСМАНА Сту
дент групи _______________ ____
___________________________________ ( П. І. Б. ) Викла
дач ______________________________ ( П. Б. ) Кривий - 200… ИЙ ТЕХНІЧНИЙ УН
А
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 12 ВОЛОГОСТІПОВІТРЯ ЗА ( Шифр групи ) ___
І. Ріг
Мета роботи
: визначити коефіцієнт поверхневого натягу рідини. Прилади та матеріали
: U-подібна трубка, оптична лава, екран, штангенцир-
куль. 13.1. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Поверхневий шар рідини знаходиться в інших умовах, ніж весь об’єм рі-
дини. Результуюча сила, що діє на молекули в середині рідини збоку інших молекул, в середньому дорівнює нулю. Інша справа з молекулами, що знахо-
дяться біля поверхні рідини. На кожну мо
лекулу розташовану від поверхні рі-
дини на відстані, меншій за радіус молекулярної дії, збоку інших молекул діє сила, спрямована в середину рідини. Поверхневий шар здійснює тиск на всю рідину, який називається молекулярним. Дія сил молекулярного тиску аналогі-
чна дія, яка виникла, коли б поверхня рідини являла собою розтягнуту плівку, що прагне до скорочення. Всі явища що вик
ликані існуванням молекулярного тиску, пояснюються в процесі розгляду такої розтягнутої плівки. d
1
d
h
Рис.13.1.
Для того, щоб розтягну
ту плівку утримати в рівновазі, перпендикулярно до лінії її межі, необхідно прикласти силу F, дотичну до поверхні рідини. Ця сила називається силою поверхневого натягу, і вона тим більша, чим більша довжин
а межі плівки : F
, (13.1.) де - коефіцієнт, що залежить від природи рідини, називається коефіцієнтом поверхневого натягу, Н/м. Поверхневий шар рідини за своїми якостями схожий на розтягнуту пружну плівку. Тому, коли плівка обмежена плоским контуром, вона сама прагне при-
йняти форму площини. Звідси опукла плівка, прагнучи стати плоскою, тисне на нижче розташовані шари рідини, а ввігну
та – їх розтягує. Тобто вся викрив-
лена поверхнева плівка здійснює на рідину додатковий тиск порівняно з тим, який діє на рідину з плоскою поверхневою плівкою. У випадку опуклої повер-
хні, цей додатковий тиск - позитивний (
P
0), у випадку ввігнутої – від’ємний (
P
0). Додатковий тиск під поверхнею визначається за формулою Лапласа: ),/1/1(
21
RRP
(13.2.) де R
1
, R
2 – радіуси кривизни нормальних перетинів поверхні. Для сферичної поверхні R
1 = R
2 = R (R-радіус сфери) .
R
2
P
(13.3.) 13.2. ОПИСАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ Даний прилад складається з U - подібній трубки, яка розміщується на оп-
тичній лаві. Завдяки цьому, можливо отримати збільшене зображення трубки та підвищити точність вимірів. Одержують чітке зображення меніска на екра-
ні. Знаходять збільшення зображення. Для цього штангенциркулем вимірюють зовнішній діаметр самої більшої трубки d
1
, потім знаходять діаметр цієї трубки на зображенні – d
2
. Відношення: d
d
1
2
(13.4.) і дає шукане збільшення. U-подібна трубка має одне з колін - капіляр (рис 13.1). В коліні з бі-
льшим діаметром поверхню можна вважати практично плоскою, і додаткового тиску тут немає. В капілярі під ввігнутою поверхнею виникає додатковий від’ємний тиск. Завдяки цьому, рідина в капілярі піднімається на висоту h, за якої тиск стовпа рідини ур
івноважує тиск P. Тиск стовпа рідини висотою h дорівнює gh, де - густина рідини, кг/м
2
; g-прискорення вільного падіння, м/с
2
. Звідси, умова рівноваги: .
2
gh
R
P
(13.5.) Позначивши через r радіус капілярної трубки і через - крайовий кут, запишемо їх відомий зв’язок з радіусом кривизни поверхні рідини:: .
cos
r
R
Таким ч
ином, можливо записати: .
cos2
gh
r
Допу
скаючи, що радіус кривизни поверхні дорівнює радіусу капіляра (R = r), а рідина повністю змочує стінки капіляра (
= 0), одержуємо розрахункову формулу для коефіцієнта поверхневого натягу: .
ghd
(13.6.) 4
ту
т: d = 2r – діаметр капіляра; - густина рідини ( = 1000 кг/м
3
), g = 9,8 м/c
2
. Таким чином, щоб знайти дійсні значення h i d, використані в (13.6.), необхідно кожну з цих величин, одержаних на зображенні: Н та D, розділити на . Тоді (13.6.) матиме вигляд: .
4
gHD
2
(13.7.) В даній роботі пропонується взяти за досліджувану рідину воду, теоретичне значення коефіцієнта поверхневого натягу для якої при t = 20
0
С =0,0727 Н/м. 13.2. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 1. Закріпіть U – подібну трубку на оптичній лаві та ввімкніть джерело світла. 2. Одержіть чітке зображення U-подібної трубки на екрані. 3. Виміряйте штангенциркулем діаметр більшої трубки d
1
та діаметр цієї са-
мої трубки на зображенні d
2
. За формулою (13.4.) обчисліть збільшення опти-
чної системи . 4. Виміряйте діаметр капіляра на зображенні D та висоту підйому в ньому рідини H. Вимірювання проводять п’ять разів. Щоб результати вимірювань дещо відрізнялись один від одного, треба в U-подібну трубку додавати (або відливати з неї) по краплині води перед кожним вимірюванням. 5. За формулою (13.7
.) обчисліть коефіцієнт поверхневого натягу рідини і
. Результати занести до звітної таблиці 13.1. Таблиця 13.1. № d
1і
, м d
2і
, м і D
і
, м H
i
,м і
, Н/м |
ср
-
i
|, Н/м(
ср
-
i
)
2
, Н
2
/м
2
1 2 3 4 5 6. Визначить середнє арифметичне: n
1i
іср
n
1
7. Визначить середню квадратичну похибку: )1n(n
)(
S
n
1i
iср
2
8. Визначить границі довірчого інтервалу n,
tS
де t ,n - коефіцієнт Ст’юдента. 9. Запишіть остаточний результат у вигляді: =(
ср
)= 10. Визначить відносну похибку виміру: %100
ср
11. Визначить абсолютну точність обчислень: %100
т
срт
12. Зробити висновок. КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ФІЗИКИ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 13 ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ПОВЕРХНЕВОГО НАТЯГУ РІДИНИ ЗА ВИСОТОЮ ЇЇ ПІДНЯТТЯ В КАПІЛЯРНІЙ ТРУБЦІ Студент групи _______________ ( Шифр групи ) _______________________________________ ( П. І. Б. ) Викладач _________________________________ ( П. І. Б. ) Кривий Ріг - 200… Мета роботи
: дослідивши закон теплопровідності, визначити експериментально коефіцієнт теплопровідності. Прилади та матеріали
: металева штаба з міді, електроплитка, термопари, тер-
мометр, секундомір. 2 х
і
1
3
4
Рис.14.1.
14.1.
КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ. Диференційне рівняння температуропровідності для одновимірного нестаціонарного теплового потоку: dt
dT
dx
Td
а
2
2
, (14.1.) де - коефіцієнт температуропровідн
ості речовини, м
а
2
/с; Т - температура образчика на відстані х через час t після початку його нагріву. Між головними теплофізичними параметрами існує таке співвідношення: c
a
, (14.2.) де - коефіцієнт теплопровідності, Дж/(мсК); - густина речовини, кг/м
3
; с - питома теплоємність речовини, Дж/(кгК). Формулу (14.2.) використовують для визначення одних теплофізичних параметрів через інші. У цій лабораторній роботі експериментально визначається значення коефіцієнта температуропровідності а, далі, враховуючи значення та с, одержані з довідника, визначають коефіцієнт теплопровідності для речовини, яка досліджується. 14.2. ОПИСАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ Лабораторна установка зображена на рис. 14.1. На штати
ві закріплена металева штаба з міді (1). Лівий кінець штаби нагрівають за допомогою електроплитки (2). На металевій штабі через кожні 10 см нанесені штрихи для позначення перетинів х
1
, х
2
, х
3
, у яких вимірюється температура за допомогою впаєних термопар (3). Термопари з`єднані з електричним термометром (4) через перемикач. Час вимірюється за допомогою ручного секундоміра. В роботі за опорний вважаємо перетин х. 2
Зміна температури для перетину х
2
залежно від часу визначається за формулою, град/с: ii
ii
tt
TT
t
T
dt
dT
1
1
, (14.3.) де i = 1, 2, 3, 4, 5 - порядковий номер досліду; Т
i
- температура у перетині х
2
в момент часу t
i
; T
i+1
- температура у перетині х
2 в момент часу t
i+
. 1
Зміна градієнта температури у перети
ні х
2
визначається за формулою: 2
3
3
2
2
2
2
1
1
2
2
2100
x
T
x
T
x
T
dx
Td
x
xx
, (14.4.) де Т
1
,Т
2
,Т
3
- температура у перетинах х
1
, х
2
, х
3 відповідно. Коефіцієнт температуропровідності з (14.1.) дорівнюватиме: 2
dx
T
2
d
dt
dT
a
. (14.5.) Коефіцієнт теплопровідності мідного сплаву виразимо з (14.2.): = ас
, (14.6.) де а
- коефіцієнт температуропровідності сплаву; с
= 185 Дж/(кгК) – питома теплоємність; = 5,610
3
кг/м
3
– густина тіла. Теоретичне значення коефіцієнта теплопровідності для міді: т
=
384 Вт/(мК). Слід замітити також, що рівняння (14.5.) дійсне для будь-якого перетину металевої штаби. Експериментально всі величини, які входять у формулу (14.5.), визначаються для перетину х
2
. 14.3. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ. 1. Ввімкнути електроплитку і дати їй прогрітися протягом 15 хвилин. 2. Ввімкнути джерело живлення електричного термометра. 3. Виміряти температуру у перетині х
2
, в початковий момент часу t = 0, ставлячи перемикач термометра у положення 2. 4. Через кожні 5 хв. вимірювати температуру у перетинах х
1
, х
2
, х
3
. 5. При t = 1500с дослід припинити.Вимкнути електроплитку та електричний термометр. 6. За формулами (14.3.), (14.4.), та (14.5.) обчислити відповідні величини та всі отримані дані занесіть до звітної таблиці 14.1. Таблиця 14.1. №, п.п. t,c T
x1
,
K T
x2
,K T
x3
,K dT/dt, К/с d
2
T/dx
2
, К/м
2 a
i
, м
2
/с і
, Вт/мК 1 0 2 300 3 600 4 900 5 1200 6 1500 Обробка результатів починається з другого досліду: i = 2, t = 320c. 7. Обчисліть середнє арифметичне значення коефіцієнту теплопровідності: n
1i
iср
n
1
8. Обчисліть середнє квадратичне відхилення: )1n(n
)(
S
n
1і
2
іср
9. Обчисліть довірчий інтервал: = t(n,)S = 10. Запишіть остаточний результат у такому вигляді: = ср
= 11. Визначить відносну похибку обчислень: %100
ср
12. Визначить абсолютну похибку виміру: %100
т
тср
13. Зробити висновок. КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ФІЗИКИ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 14 ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ МЕТАЛІВ МЕТОДОМ НЕСТАЦІОНАРНОГО ТЕПЛОВОГО ПОТОКУ Студент групи _______________ ( Шифр групи ) _______________________________________ ( П. І. Б. ) Викладач _________________________________ ( П. І. Б. ) Кривий Ріг - 200… Мета роботи
: дослідження закону Клапейрона та експериментальне визна-
чення газової сталої для повітря. Прилади та матеріали
: балон з повітрям, манометр, барометр, термопара, електропіч, термометр. 15.1. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Стан деякої маси газу визначається трьома термодинамічними параме-
трами: тиском P, об’ємом V та температурою T. Зв’язок між цими парамет-
рами описується рівнянням Клапейрона: ,B
T
PV
(15.1.) де B газова стала (різна для різних газів). Об’єднавши рівняння Клапейрона з законом Авогадро, згідно якому при нормальному тиску та температурі об'єм моля будь якого газу дорівнює 22,410
-3
м
3
/моль, одержуємо рівняння Клапейрона-Мендєлєєва: ,RT
m
PV
(15.2.) де m маса газу, = 2910
-3
кг/мольмолярна маса повітря; R=8,31 Дж/(мольК) універсальна газова стала. Газова стала R чисельно дорівнює роботі щодо розширення 1 моля іде-
ального газу в разі нагрівання його на 1 К при постійному тиску. Розв’язавши систему рівнянь (15.1) та (15.2), одержимо: .
m
2
1
h
5 6
3
4
Рис.15.1.
RB
o -6
o -6 0 o
(15.3.) Теоретичне значення універсальної газової сталої R
T
= 8,31 Дж/(мольК). 15.2. ОПИСАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ Лабораторна установка складається з металевого балона (1) об’ємом V, у якому знаходиться постійна маса m повітря. Балон з’єднано гумовою трубкою (2) з мано-
метром (3), який використову-
ється для вимірювання зміни тиску та об’єму повітря у ба-
лоні. Балон з повітрям нагріва-
ється за допомогою електроп-
литки (4). Т
емпература повітря у балоні вимірюється термопа-
рою (5), яка з’єднана з гальва-
нометром (6). Покази гальванометра визначають температуру повітря у балоні за шка-
лою Цельсія: t = cn + t
0
, (15.4.) де с = 6,7
0 C ціна однієї поділки гальванометра; n число поділок на шкалі гальвара, 0 C. номет
ра; t
0
кімнатна температу
За шкалою Ке
львіна визначаємо: T = 273 + t. (15.5.) В разі підвищення температури, тиск та об’єм повітря у балоні підвищу-
ється, що призводить до зміни рівнів води у манометрі. Зміна об’єму повітря V у балоні може бути визначена за різницею рівнів води h у манометрі: (15.6.) V = 0,5hS, де S ого перерізу тру
бки манометра. = 2010
-6 м
2
площа поперечн
Тоді, об’єм нагрітого повітря: V = V
0
+ V, (15.7.) де об’єми балонів: V= 3310 м
3
для 417 ауд.; V= 201410м
3
для 418 ауд. Зміна тиску повітря у балоні, Па: = 19,8hS. (15.8.) P Тиск нагрітого повітря у балоні: P = P+ P (15.9.) де P атмосферний тиск. 15.3.
ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ УВАГА!
Без дозволу викладача електроплитку у мережу
арометра визначити атмосферний тиск P . не вмикати. 1. За допомогою б
o
2. Ввімкну
ти піч. 3. Зафіксувати зміну рівнів води h води в манометрі від зміни температу
ри i
t
і
. 4. Результати вимірювань занести до таблиці 15.1. Тац1. блия 5.1
№ п.п.
t, 0
C T,
К h,
м P, Па
P, Па
V,
м
3
V
,
м
3
B, i
Км
Па
3
R, i
К
моль
Дж
R- R, срi
Кмоль
Дж
(R-R)
2
,
срi
22
2
Кмоль
Дж
1 2 3 4 5 5. На підставі одержаних даних визначити параме
і 15.1. три повітря за формулами
6. Газову сталу B визначити за формулою (15.1). 7. Накреслити графічну залежність В = f (T). Використовуючи рсальну газову сталу R за 9. Обчисліть середнє арифметичне значення R: (15.5), (15.7), (15.9) та занести їх до таблиц
8. значення В, визначити уніве
формулою (15.3). 1i
де n - кількість вимірів. n
iрc
R
n
1
R
10. Обчисліть середнє квадратичне відхилення: S
)1n(n
)RR(
n
1i
iрc
2
вигляді: 11. Обчисліть довірчий інтервал: R = t
(n, )
S = тат у такому 12. Запишіть остаточний резуль
R = R R = ср
13. Визначит
ь відносну похибку обчислень: %100
R
R
ср
14. Визначить похибку вимірювання універсальнгазової сталої: ої %100
T
R
R
T
R
T
K)
- табличне значення універсальної газової сталої. 5. Зробіть висновок. ( Шифр групи ) ( П. І. Б. )
( П. Б. )
де R = 8,31 Дж/(моль
1
КРИВОРІЗЬ
КИЙ ТЕХНЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ І
КАФЕДР ФІЗИКИ А
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 15 ВИЗНАЧЕННЯ ГАЗОВОЇ СТАЛОЇ ПОВІТРЯ Студент групи ____ ___________
____
____________________________ _______
Викладач ____
______________________ _______
І. Кривий Ріг – 200...
Мета роботи:
визначити середню силу взаємодії двох кульок при пружному ударі. Прилади та матеріали:
експериментальний пристрій складається з двох куль, що підвішені на нитках до вертикального стояка стандартного приладу, елек-
тромагніта, шкали для відліку кутів та електронного секундоміра. 2
'
1 1
' 3
4 6
5
2
Рис 18.1.
18.1.
КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ. Якщо на тіло діє протягом часу сила F, то імпульс тіла змінюється як за напрямком, так і за значенням. За другим законом Ньютона можемо за
пи-
сати: ,
P
F
(18.1.) де Р = Р - Р
0
- різниця імпульсів тіла до та після взаємодії, кгм/с. Таким чином, знаючи зміну імпульсу тіла та час дії сили, легко знайти і саму силу. В лабораторній роботі пропонується визначити середню силу вза-
ємодії при пружному зіткненні двох кульок. Для визначення імпульсів тіл та їх різниці до та після зіткнення, доста-
тньо скорист
уватись формулою: m
P
(18.2.) 18.2. ОПИСАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ УСТА-
НОВКИ Схема лабораторної установки зобра-
жена на рисунку 18.1. На вертикальній ко-
лонці (1), яка закріплена на основі (2), на тонких нерозтяжних нитках висять дві кулі (3) і (4). Якщо відвести вбік праву кулю на кут 1
(до електромагніта (6)) і її відпусти-
ти, то вона зіткнеться з лівою кулею і кулі розлетяться відповідно на кути 1
' та 2
' (див. Рис. 18.1.). В даній роботі імпульс другої кулі до зіт-
кнення Р
2
=0, так як її швидкісь 0
т
2
. Таким чином, треба підрахувати імпульс Р
2
' другої кулі після удару. Якщо першу кулю відхилити на кут 1
і її відпустити, то вона почне падати і зіткнеться в ниж-
ньому положенні з другою. Далі, друга куля, маючи початкову швидкість u
та кінетичну енергію 2
2
2
2
'
2
mu
Е
к
, почне підійматись. Максимальний кут її відхилення дорівнюватиме 2
'. За законом збереження енергії це означає, що її кінетична енергія повністю перейшла в потенційну. Якщо розглянути рис. 18.1. з геометричної точки зору, то потенційна енергія кульки дорівнюватиме: Е'
Р2 = m
1
g
(1 - сos
2
'). З закону збереження енергії маємо: 2
sin2)cos1(2
'
2
'
22
glglu
. (18.3.) Для знаходження імпульсу Р
2
' треба скористуватись формулою (18.2.). Крім того слід замітити, що так як початковий імпульс другого тіла до зітк-
нення дорівнюється нулю, то шукана зміна імпульсу: Р
2
= Р
2
' - Р
2
= Р
2
'. 18.3. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ УВАГА!
Ввімкнення приладу в мережу виконується тільки в присутно-
сті викладача! 1. Визначити довжину ниток підвісу куль , м. 2. Ввімкну
ти прилад у мережу натисканням кнопки “Сеть”. 3. Праву кулю наблизити до електромагніта та заблокувати в цьому стані, а ліву не чіпати. Натиснути клавішу “Сброс”. 4. Натиснути клавішу “Пуск”. При цьому візуально зафіксувати кутову відс-
тань '
2
, на яку відхилилась друга куля після зіткнення з першою та три-
валість часу їх зіткнення .( На табло електронного секундоміра ). 5. Пункти 3 - 4 повторити 5 разів. Дані занести до таблиці 18.1. u
5. За форм
улами (18.2.) та (18.3.) визначити швидкість 2
та імпульс другої кулі Р'
2
, який вона набула одразу після зіткнення з першою кулею і який дорівнюється шуканій зміні імпульсу Р
2
. Таблиця 18.1. № пп 2і
', град і
, с i
u
2
, м/с Р'
2і
, кгм/с F
i
, Н F
ср
-F
i
,
Н (F
ср
-F
i
)
2
, Н
2 , % 1 2 3 4 5 Сер. знач 7. За формулою (18.1.) знайдіть середню силу удару куль і оцінити її. Одер-
жані розрахункові дані занести до звітної таблиці 18.1. 8. Обчисліть середнє арифметичне значення середньої сили взаємодії куль: n
1i
iср
F
n
1
F
n - кількість вимірів. 9. Обчисліть середнє квадратичне відхилення: )1n(n
)FF(
S
n
1i
2
іср
10. Обчислить довірчій інтервал: S),n(
t
F
де t (n,) - коефіцієнт Ст’юдента. 11. Запишіть остаточний результат у такому вигляді: F
= F
ср
F
= 12. Визначте відповідні відносні похибки обчислень: %100
F
F
ср
13. Зробіть висновок. КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ФІЗИКИ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 18 ВИЗНАЧЕННЯ СИЛИ ВЗАЄМОДІЇ ДВОХ ТІЛ ПРИ ЇХ ПРУЖНОМУ ЗІТКНЕННІ Студент групи _______________ ( Шифр групи ) _______________________________________ ( П. І. Б. ) Викладач _________________________________ ( П. І. Б. ) Кривий Ріг - 200…
Мета роботи:
визначити момент інерції металевого кільця. Прилади та матеріали:
маятник Максвела, зємне кільце, електро-
секундомір. 19.1. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Моментом інерції системи (тіла) відносно заданої осі обертання називається фізична величина, що дорівнює сумі добутків мас матеріальних n точок системи на квадрати їх відстаней до вибраної осі: 2
n
1i
i
r
i
mJ
(19.1.) У разі безперервного розподілу маси тіла ця сума зводиться до інтеграла . Інтегру
вання виконується за всім об`ємом тіла. V
2
dmrJ
4
1
3
2
6
5
Рис.19.1.
Якщо тіло одночасно бере у
часть у кількох обертальних рухах, то його момент інерції визначається за допомогою теореми Штейнера: момент інерції тіла J відносно будь-якої осі обертання, дорівнює сумі моменту інерції J
С
відносно осі яка паралельна даній і проходить через центр мас тіла, та добутку маси тіла на квадрат відстані між осями:
,mdJJ
2
c
(19.2.) де m - маса тіла; d - відстань між осями. Момент інерції при обертальному русі має той же фізичний зміст, що й маса тіла при його прямолінійному русі. Теоретично обчислене значення моменту інерції маятника Максвела визначається як сума моментів інерції тіл, з яких складається маятник: ,J
д
JJJ
k
вT
(19.3.) де J
В
, J
Д
, J
k
, - моменти інерції відповідно вала маятника, диска та з'ємного кільця, які мають діаметри D
В
, D
Д
, D
k
та маси m
В
, m
Д
, m
k
: ,
2
вв
в
Dm
8
1
J
(19.4.) ),D
д
D(
д
m
8
1
д
J
2
2
в
(19.5.) ),
д
D
k
D(
k
m
8
1
J
22
k
(19.6.) Одиниця виміру моменту інерції в СІ: [J] = [mr
2
] = [кгм
2
]. 19.2. ОПИСАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ Маятник Максвела - це диск (1), надітий на горизонтальну вісь (2) і закріплений до верхнього кронштейна (3) за допомогою гнучкого біфілярного підвісу (4). В основі приладу закріплено колонку, до якої приєднано нерухомий верхній (3) і рухомий нижній (6) кронштейни. На верхньому кронштейні знаходяться електромагніт, фотоелектричний датчик і вороток для закріплення та регу-лювання довжини біфілярного підвісу маятника. Фотоелектричні дат
чики ви-користовуються для запуску та зупинки електросекундоміра. Маятник з надітим кільцем і накрученими на вал нитками утримується у верхньому стані електромагнітом. Довжину маятника визначають за міліметровою шкалою, що знаходиться на колонці приладу. Основу оснащено ніжками (5), що регулюються за висотою для вирівнювання маятника. Прилад готовий до робот
и безпосередньо після вмикання напруги і не потребує нагрівання. Використовуючи основний закон динаміки обертального руху, отримуємо рівняння для визначення моменту інерції маятника, кг/м
3
: ,
1
24
2
2
в
h
gt
mDJ
kд
в
1
(19.7.) де m - маса маятника з кільцем , кг: ,
mmmm
(19.8.) де m
В
, m
Д
, m
k
- маси відповідно вала маятника, диска та надітого на диск кільця; зовнішній діаметр вала маятника, на який накручено нитку підвісу, D
В
= 10 мм; t - час падіння маятника, с; h - довжина маятника, що дорівнює висоті, на яку він піднімається, м. 19.3. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 1. Ввімкнути прилад у електромережу з дозволу виклада
ча
. УВАГА!
Прилад відрегульовано, тому забороняється чіпати гвинти та болти, якими його оснащено. 2. На вісь маятника накрутити нитку підвісу, звертаючи увагу на те, щоб вона накручувалася рівномірно і зафіксувати маятник за допомогою електромагніту. 3. Натиснути клавішу “Пуск” мілісекундоміра. 4. Натиснути клавішу “Сброс”. 5. Виміряйте значення часу t
i
опускання маятника. 6. Дослід (п.п. 2 - 4) повторити 5 разів. 7. За шкалою, розміщеною на вертикальній колонці приладу, визначити висоту підняття маятника. 8. За формулою (19.8.) визначити масу маятника разом із надітим кільцем. 9. За формулою (19.7.) знайти момент інерції маятника J
i
. 10. За формулою (19.3.) знайти теоретичний момент інерції маятника J
T
. 11. Результати вимірювань і обчислень занести до звітної таблиці 19.1. Таблиця 19.1. № пп m, кг h
і,
м t
і,
с J
i
, кгм
2
J
ср
- J
i
, кгм
2
(J
ср
- J
i
)
2
кг
2
м
4
J
T , кгм
2 1 2 3 4 5 Сер. знач. 12. Обчисліть середнє арифметичне значення моменту інерції: n
1i
iср
J
n
1
J
13. Обчисліть середнє квадратичне відхилення: )1n(n
)JJ(
S
n
1i
2
іср
14. Обчисліть довірчий інтервал: J = t
(n, ) S = де t
(n, )
- коефіцієнт Ст’юдента, n - кількість вимірів. 15. Запишіть остаточний результат у такому вигляді: J = J
ср
J = 16. Визначіть відносну похибку обчислень: %100
J
J
ср
17. Визначіть абсолютну похибку виміру: %100
J
JJ
Т
срT
16. Зробіть висновок.
КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ФІЗИКИ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 19 ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТУ ІНЕРЦІЇ МЕТАЛЕВИХ КІЛЕЦЬ МЕТОДОМ МАЯТНИКА МАКСВЕЛА Студент ______________________________ ( П. І. Б. ) Група ______________________________ ( Шифр групи ) Викладач _________________________________ ( П. І. Б. ) Кривий Ріг – 200…р
Мета роботи
: визначити момент інерції твердого тіла відносно деякої осі обер-
тання. 2
7 5
4
6 1
3
Рис. 20.1.
Прилади та матеріали
: стандартний лабораторний пристрій; масивне тверде тіло; мікрометр; штангенциркуль. 20.1. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Коливання крутильного маятника в повітрі із закріпленим у рамці маси-
вним твердим тілом можна вважати незатухаючими гармонічними. Згідно з основним законом обертального руху, обертальний момент від-
носно осі обертання: ,
J
f
(20.1.) де f константа моменту пружних сил; J момент інерції твердого тіла, кгм
2
; = d
2
/dt
2
кутове прискорення (відносно осі обертання). Обертальний момент завжди має напрям, який зменшує кутове відхи-
лення . Рівняння (20.1) можна записати у вигляді: .
0
2
2
J
f
dt
d
(20.2.) Однорідне диференційне рівняння другого ступеня (20.2.) коливань кру-
тильного маятника має коефіцієнт J
f
назва якому - циклічна частота ко-
ливань маятника. Крім того, = 2/Т. Звідси можна визначити період коли-
вань крутильного маятника T: .
2
2
2
4
2
f
J
T
J
f
T
J
f
(20.3.) Знаючи період коливань крутильного маятника, із (20.3) можна визначи-
ти момент інерції цього маятника: .
2
4
2
fT
J
(20.4.) Відоме співвідношення між модулем зсуву N і константою моменту пружних сил f для твердих тіл: ,
2
4
L
rN
f
(20.5.) де r радіус дроту, м; L довжина дроту в крутильному маятнику, м. Підставляючи (20.5.) в (20.4.), одержуємо: .
8
42
L
NrT
J
(20.6.) Теоретичне значення J
теор
для тіла відносно осі його обертання, яка є віссю йо-
го симетрії: для циліндра ,
1
2
R
для ку
2
теор
mJ
ба ,
1
2
a
12
теор
mJ
(20.7.) ребра у
ба відде R - радіус площини основи циліндра та а - довжинакповідно. (20.8.) Розрахунок маси тіла робимо за формулою =m/V. Розрахунок об’єму - за відомими математичними формулами: для циліндра для ку
ба ,HRV
аV
2
3
, де Н - висота циліндра, м. (20.9.) 20.2. ОПИСАННЯ ЛАБОРАТОРНОГО ПРИСТРОЮ Лабораторний пристрій містить в собі універсальний секундомір (1) і штатив (2), змонтовані на одному столику (3).На штативі на натягненому дроті (4) підвішена рамка (5) з металевим дротиком стрілки для запуску секундоміра за допомогою фотоелемента (6). Рамка починає коливання завдяки вимиканню електромагніта, що знаходиться за фотоелемен-
том. Металеві гвинт
и(7) призначені для закріп-
лення твердих тіл. Визначений за формулою (20.6) момент інерції це сумарниймомент рам тника і твердого відносно маятника
інерціїки мая-
тілаосі : ,J
т
JJ
0
(20.10.)
де J
повід
но твер-
дого Із (20.10.) та (20.6.) маємо: T
та J
0
моменти інерції від
тіла та рамки маятника. ),
2
j
T
2
i
T(
Nr
j
L8L8L8
4
4
Nr
2
T
4
Nr
2
i
T
0
JJ
т
J
.) начити період коливанці тілом. (20.11
де Tі T періоколиваньла та з ним. j i ди маятник
а без досліджуваного ті
В даній роботі використовуються тіла з дерева, густина якого = 800 кг/м. 20.2. ПОРЯДО
К ВИКОНАННЯ РОБОТИ 3
1. У рамці при
ладу закріпити вибране тіло вздовж зазначеної осі його симет-
рії. 2. Ввімкнути прилади в електричну мережу та натиснути клавішу “Сеть”. 3. Повернути рамку до дотику її стрілки з електромагнітом, при
т
цьому рамка повинна зафіксуваись. 4. Натиснути клавішу “Сброс”, далі натиснути клавішу “Пуск”. лічильник
ох5. Після відліку ом чотирь коливань (лівий індикатор “Перио-
ды“) натиснути клавішу “Стоп“. Мілі секундомір покаже час п'яти коливань. іра на кількість коливань, виз6. Поділяючи покази секундом
ь Т
і
крутильного маятника із закріпленим у рам
7. Натиснути клавішу “Сброс”. 8. Значення Т
і
виміряти 5 разів, повторюючи пп. 3-7. 9. Звільнити та вийняти з рамки приладу тіло. 10. Повторити дії пп. 3-8 для однієї рамки без тіла в ній, в результаті чо
іод ка дослі
уваного тіла. го ви-
11. За допомогою штангенциркуля визначити діаметр дроту маятника: d = м та його радіус: r = d/2 = м. 12. За допомогою штангенциркуля визначити довжину L дроту маятника
значити перколиван
ь T
j
рамки маятнибездж
, бе-
ручи до уваги, що дріт складається з двох частин, на яких висить рамка: L = м. 13. Визначити моменти інерції J
Т
досліджуваного тіла за формулою 20.9. Роз-
раховуючи, модуль зсуву дроту взяти N = 8,310
10 H/м
2
. 14. Обчислити теоретичне значення моменту інерції тіла J за форм
(20.7.),
(20.8.), (20.9.). теор
улами 15. ультатимірнь і очсленао звітноїаи
Таб0.1. п. кг
2
|J
Т cрТi
|, кг
2
(J
Т cрТi
2
, кг
2
тр
кг
2
Рез
и вювабиь знести д тблці 20.1. л J, иця2
№ .п
Т, j
с Т, i
с J, Тi
м
- J
м
-J)
м
ео
м
1 2 3 4 5 16. Обчисліть середнє арифметичне значення моменту інерції тіла: 1i
iрс
J
n
J
n
1
17. Обчисліть середнє квадратичне відхилення: S
n(n
)JJ(
n
1i
ірс
2
ср
20. Визначит
ь відчислень та абсолютну похибку виміру: )1
18. Обчисліт
ь довірчий інтервал: J = t
(n, )
S =
19. Запишіть остаточний результат у такому вигляді: J = J J =
носну похибку об
J
J
ср
%100
%100
J
JJ
теор
теор
21. Зробіть висновок. ( Шифр групи ) ( П. І. Б. )
( П. Б. )
КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КАФЕДР ФІЗИКИ А
ЛАБОРАТОРН РОБОТА № 20 А
ВИЗ ЗА Викладач ____
______________________ ____
____________________________ НАЧЕННЯ МОМЕНТІВ ІНЕРЦІЇ ТВЕРДИХ ТІЛ
ДОПОМОГОЮ КРУТИЛЬНОГО МАЯТНИКА Студент групи ____ ___________
_______
__
_____
І. Кривий Ріг - 200… Мета роботи
: визначення коефіцієнта тертя кочення кулі. Прилади та матеріали
: похилий маятник ГРМ-07, металева кулька і бронзова пластина. 21.1. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Всі тіла, що рухаються, зустрічають опір своєму руху з боку зовнішнього середовища та інших тіл, з якими вони під час руху стикаються. На всяке тіло, що рухається, діє сила тертя. Сила тертя завжди має напрям, протилежний напряму руху тіла. 7
Рис.21.1.
2
5
6
4
3
1
В роботі визначається ко
ефіцієнт тертя кочення металевої кулі, яка котиться по металевій поверхні. Сила тертя кочення: ,
r
N
k
fF
(21.1) де f
k
коефіцієнт тертя кочення, розмірність якого м; N сила нормального тиску, Н; r радіус кулі, або циліндра, м. 21.2. ОПИСАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ Установка, що використана в даній роботі, похилий маятник , схема якого зображена на рис.21.1. В нижній частині приладу (1) розміщуються чотири ніжки з регулятором висоти та електричний секундомір. Тут саме прикріплени
й кронштейн (2), на якому змонтований корпус з черв’ячної передачі (3) та першою шкалою і другою шкалами (4) і (5) відповідно. До кронштейна підвішена кулька (6). Крім того, в кронштейн за напрямними вставлена металева пластинка (7). Для нахилу маятника використовують черв'ячну передачу. До кронштейна прикріплений фотоелектричний датчик. Для проведення вимірювань нахиляють маятник під певним ку
том до горизонту. Кут нахилу фіксується за шкалою (4). Потім відхиляють кульку, прикріплену до нитки, на малий кут від положення рівноваги. Цей кут візуально фіксується за допомогою шкали (5), прикріпленої до лицевої частини приладу. Після чого кулька, прикріплена до нитки, починає здійснювати коливальні рухи в площині, розміщеній під заданим кутом до горизонту, одночасно котячи
сь по поверхні металевої пластинки, вставленої в кронштейн. За допомогою секундоміра визначають час і кількість коливань. В умовах даної роботи розрахункова формула для коефіцієнта тертя кочення має вигляд: ,
n4
no
tgr
k
f
(21.2.) де r радіус кульки, м; кут нахилу до горизонту площини, по якій рухається (котиться) кулька; 0
і n
кути відповідно максимального і мінімального відхилення нитки, до якої прикріплена кулька, від вертикалі; n число повних коливань маятника, після чого кут змінився від 0
до n
. 21.3. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 1. Прилад ввімкнути в мережу в присутності викладача або лаборанта. На лицевій частині приладу закріплена металева пластинка, для якої визначається коефіцієнт тертя кочення f
k
,. 2. Нахилити маятник на кут за допомогою коловорота; зафіксувати необхідний для вимірів кут = 30. 3. Відхилити кульку, підвішену на нитці на кут 4-5(
0
). 4. Послідовно натиснути на кнопки “Стоп”, а потім “Сброс”. Після цього кулька почне котитися по металевій поверхні, секундомір буде відраховувати кількість коливань n (періоди) і час t, за який ці коливання відбулись. 5. Коли на табло висвітиться цифра 5, натиснути кнопку “Стоп” (на табло висвітиться цифра 6). Це означає, що система завершила n = 6 повних коливань. В цю саму мит
ь візуально на першій шкалі 6 зафіксувати мінімальний кут відхилення системи від положення рівноваги (
n
). 6. Пункти 3 - 5 повторити не менш як п’ять разів. Дані занести до звітної таблиці 21.1. Обчислення f
kі
вести за формулою (21.2). ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ТЕРТЯ КОЧЕННЯ МЕТОДОМ ПОХИЛОГО МАЯТНИКА Викладач ______
___________________________ ____
___________________________________ КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ Таблиця 21.1. =30
0 № п.п 0i
, грд ni
, грд f
ki
,м f
kcр
- f
ki
, м (f
kcр
- f
ki
)
2
, м 1 2 3 4 5 Сер. знач. 7. Обчисліть середнє арифметичне значення коефіцієнта тертя кочення f
kcep
для отриманих значень f
ki
: n
i
і
f
n
f
1
к
1
сер. к
де n - кількість вимірів. 8. Обчисліть середнє квадратичне відхилення: )1(
1
2
)
kiсер. к
(
nn
n
i
ff
S
9. Обчисліть довірчий інтервал: Sntf
k
),(
10. Запишіть остаточний результат у такому вигляді: kkk
fff
сер
11. Визначіть відносну похибку обчислень: %100
серk к
f
f
12. Зробіть висновок. КАФЕДРА ФІЗИКИ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 21 Студент групи _______________ ( Шифр групи ) ( П. І. Б. )
( П. І. Б. ) Кривий Ріг - 200… Мета роботи
: дослідити закони обертального руху твердого тіла неправильної геометричної форми. Прилади та матеріали
: гіроскопічна установка. 4
N
1
2
O'
O
3
5
N'
Pис.23.1.
23.1. КОРОТКІ Т
ЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Момент імпульсу матеріальної точки відносно деякої системи координат: ,prL
(23.1.) де r
- радіус-вектор, проведенний від початку координат до точки, м; p
- імпульс тіла, кгм/с. Аналогічно ми можемо ввести і поняття моменту імпульсу тіла відносно осі. Для абсолютно твердого тіла, розподіл маси якого безперервний, момент імпульсу відносно осі дорівнює: ,
2
JdmrrdmrdmrL
(23.2.) де r - відстань від нескінчено малого елементу dm до осі обертання, - кутова швидкість обертання елементу, яка однакова для всіх точок тіла. Формула написана з урахуванням звязку між кутовою та лінійною швидкостями. Відоме співвідношення між моментом сил, діючих на тіло та моментом імпульсу: ,
dt
dL
М
(23.3.) Таким чином, якщо момент імпульсу змінюється за часом, то виникає момент сил і навпаки. 23.2. ОПИСАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ Лабораторна установка (рис.23.1.) являє собою горизонтальний гіроскоп (1) з противагою (2). Гіроскоп встановлений на платформі (3), що може вільно обертатись навколо осі NN
'
. Вимірювальний блок (5) має регулятор швидкості електродвигуна (4), за допомогою якого можна задавати частоту обертання диска гіроскопу навколо осі ОО
'
. Ця частота вимірюється тахометром. Прилад вмикається кнопкою “Сеть”. Кнопка “Стоп” припиняє вимірювання. За допомогою кнопки ”Сброс” очищаються індикатори від даних, одержаних раніше. На індикаторах приладу фіксується також кут повороту платформи та час, за який цей поворот здійснився. УВАГА!
Кут повороту, зафіксований індикатором, необхідно помножити на 10, а потім перевести з градусів у радіани за формулою: ,
гррад
180
(23.4.) де р
, гр кут повороту платформи у радіанній та градусній мірах. Тахометр пристрою показує швидкість обертання диска []=[об/хв]. Цю швидкість треба перевести спочатку []=[об/с], а потім в одиниці кутової швид-
кості []=[рад/с] за формулою: 2
(23.5.) Кутову швидкість платформи знайдемо за відомою формулою: ,/t
рад
(23.6.) В даній лабораторній установці диск, який спочатку обертається навколо осі ОО
'
з кутовою швидкістю д
, має момент імпульсу 'OO
відносно неї. Коли установку вимикають, швидкість диска під дією сил тертя починає повільно зменшуватись. Разом з нею зменшується і момент імпульсу диска (це видно з формули (23.2.)), що приводить до виникнення моменту сил, дія якого переда-
ється платформі. Платформа разом з диском починає обертатись навколо осі NN' як одне тіло д
L
неправильної геометричної форми
. Його кутова швидкість т
та момент імпульсу 'NN
набувають максимального значення, коли диск перестане обертатись навколо осі ОО
'
. Так як момент сил, діючий на диск передається платформі, то за формулою (23.3.): т
L
.
d
t
dL
d
t
dL
М
'NN
т
'ОО
д
Звідки маємо: . (23.7.) 'NN
т
'ОО
д
LL
З ур
ахуванням формули (23.2.) можемо записати: JJ
'NN'ОО
,
ттдд
(23.8.) де моменти інерції диска відносно осі ОО
'
та диска і платформи відносно осі NN
'
, кгм
'NN
т
'ОО
д
J,J
2
. Таким чином, за тіло неправильної геометричної форми можно взяти весь прилад (платформа з диском та движком) і обчислити його момент інерції відносно осі обертання NN
'
. Слід замітити, що момент сил тертя, діючий на диск повністю передається платформі завдяки тому, що ось ОО
'
вільна, тобто може вільно обертатись у трьох вимірах. В лабораторній роботі також допуска-
ють, що діючий на платформу момент сил тертя (що передається Землі) відносно осі NN' дуже малий. Момент інерції диска відносно осі ОО
'
: ,
mR
2
1
J
2'OO
д
(23.9.) де R - радіу
с диска, м; m - маса диска, кг. ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТУ ІНЕРЦІЇ ТІЛА НЕПРАВИЛЬНОЇ ГЕОМЕТРИЧНОЇ ФО
РМИ 23.3. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 1.
Виміряти лінійкою радіус R диска. Враховуючи, що його маса m=1 кг, визначити за (23.9.) момент інерції диска 'ОО
д
J
кгм
2
. 2.
За допомогою регулятора швидкості розігнати диск до швидкості 4000 об/хв УВАГА!
Обертання диска з кутовою швидкістю вище 5000 об/хв категорично заборонено. (див. покази тахометра). 3. За допомогою регулятора швидкості вимкніть двигун. Кутова швидкість диска буде повільно зменшуватись. Платформа, яка оберталась за годинниковою стрілкою, зупиниться. Зафіксувати покази тахометра n у цей момент. Найдіть значення кутової швидкості диска д
у одиницях СІ згідно з формулою (23.5.). 5. Надалі кутова швидкість диска буде зменшуватись, а кутова швидкість платформи підвищуватись. При цьому обертання платформи відбуватиметься проти годинникової стрілки. 6. В момент зупинки диска, натисніть кнопку “Сброс” і через 2-3 с кнопку “Стоп”. Занесіть покази індикаторів гр
та t до таблиці 23.1. Виміряйте швидкість обертання платформи т
за формулою (23.6.). Таблиця 23.1. № п.п. n, об/хв д
, рад/с , гр. , рад. t, с т
, рад/с
J
Ті
, кгм
2
J
i
Тср
-
J,кгм
2 (J
Тср
- J
Тi
)
2
,
кг
2
м
4 1 2 3 4 5 7. З формули (23.8.) визначіть момент інерції обертової платформи з диском J
Ті та результати занесіть до звітної таблиці 23.1. 8.
Пункти 2 - 6 повторіть 5 разів. 9.
Обчисліть середнє арифметичне значення моменту інерції: n
1i
ТiТср
J
n
1
J
де n - кількість вимірів. 10. Обчисліть середнє квадратичне відхилення і довірчій інтервал: )1n(n
)JJ(
S
n
1i
ТіТср
2
J = t
(n, )
S = 12. Запишіть остаточний результат у такому вигляді: J = J
Тср
J = 13. Визначить відносну похибку обчислень: %100
Тср
J
J
14. Зробіть висновок. КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ФІЗИКИ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 23 Студент групи _______________ ( Шифр групи ) _______________________________________ ( П. І. Б. ) Викладач _________________________________ Кривий Ріг - 200… ( П. І. Б. ) Мета роботи
: Визначення коефіцієнта затухання системи. Прилади та матеріали
: Пристрій для отримання затухаючих коливань, секун-
домір. 24.1. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Якщо при коливаннях системи існує зовнішня сила, яка їх гасить, то такі коливання називаються затухаючими. При коливанні відносно однієї осі ОХ, діє сила тертя: 2
45
6
47
3
1
Рис.24.1.
,xF
x
(24.1.) де - коефіцієнт тертя, кг/с. За другим законом Ньютона, звертаючи до уваги, що при коливаннях існує також зворотна сила - сила пружності: .
(24.2.) xkxxm
...
де k - коефіцієнт пру
жності, кг/с
2
. Якщо тертя мале, то відоме рішення цього диференційного рівняння: x = А
0
е
-t
сos(t + ), (24.3.) де А
0
та - амплітуда і початкова фаза першого коливання відповідно, -
циклічна частота коливань. Якщо спочатку відхилити тіло на А
0
, то з умов t = 0, отримаємо: сos = 1, звід-
ки = 0. Рівняння коливань набуває вигляду: x = А
0
е
-t
сos(t). (24.4.) З формули (24.4.) ми бачимо, що амплітуда коливань змінюється за зако-
ном: А(t) = А
0
е
-t
, (24.5.) де - коефіцієнт затухання, с
-1
. Якщо формулу (24.5.) про логарифмувати та розв’язати відносно , то отри-
маємо: .
)t(A
A
ln
t
1
0
0
ln
1
t
(24.6.) Звідси ми можемо зробити висновок, що коли амплітуда А(t) зменшилась в е разів в порівнянні з початковою А
0
, то обернено пропорційний часу, за який це відбулось. 24.2. ОПИСАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ Лабораторний пристрій складається з основи, на якій закріплена стійка (1). На стійці закріплені два кронштейни (2) та (3), що несуть на проволоках (4) врівноважені симетричні тягарці (5) і (6). Для вимірювання кута відхилення тягарця (6) від положення рівноваги на захисному корпусі установки є шкала відліку (7). Якщо відхилити тягарец
ь від положення рівноваги на кут (що ві-
дповідає максимальній амплітуді А
0
), то система почне здійснювати періодич-
ні коливання, які будуть затухати. Таким чином, замість залежності амплітуди від часу А = А(t), достатньо розглянути подібну залежність від часу кута відхи-
лення тягарця відносно його положення рівноваги = (t). У цьому випадку формула (24.5.) набуває вигляду: (t) = 0
е
-t
. (24.7.) Відхиливши тягарець (6) на кут 0
та візуа-
кут через певну кіль-
кість n періодів коливання Т системи: льно зафіксувавши t = nТ, (24.8.) можливо розрахувати її коефіцієнт затухан-
ня . 24.3. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 1. Відхилити систему від положення рівноваги на кут 0
, що відповідає максимальному куту відхилення та відпустити її. 2. Зафіксувати візуально кут , на який відхилиться тягарець (6) через пе-
вну кількість n повних
періодів коливання системи, одночасно фіксую-
чи час коливань t. 3. Пункти 1 - 2 повторити пять разів. Отримані дані занести до таблиці 24.1. 4. За формулою (24.6.) обчислити коефіцієнт затухання системи , замі-
нюючи амплітуду А коливань на відповідний їй кут відхилення сис-
теми від положення рівноваги. 5. Отримані результати занести до звітної таблиці 24.1. 6. Обчис
літь середні арифметичні значення коефіцієнта затухання: n
1i
iср
n
1
Таблиця 24.1 . № п.п. 0і
, град. і
, град. t
і
, с n і
, с
-1 |
і
- ср
|, с
-1 (
і
- ср
)
2
, с
-2 1 2 3 4 5 Сер. зн. 7. Обчисліть межу довірчого інтервалу: )1n(n
)(
S
n
1i
2
icр
8. Обчисліть абсолютну похибку вимірювань: = S
t
,n
= 9. Остаточний результат записати у вигляді: = ср ± = 10. Обчисліть відносну похибку виміру: %100
ср
11. Зробіть висновок. КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ФІЗИКИ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 24 ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ЗАТУХАЮЧИХ КОЛИВАНЬ Студент групи _______________ ( Шифр групи ) _______________________________________ ( П. І. Б. ) Викладач _________________________________ ( П. І. Б. ) Кривий Ріг - 200… ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ. Лабораторна робота №1 ВИЗНАЧЕННЯ ГУСТИНИ ТВЕРДИХ ТІЛ. Міжнародна система одиниць (СІ). Основні одиниці, скільки їх і які? Густина, питома вага, питомий об’єм речовини, одиниці вимірювання цих величин. Штангенциркуль, мікрометр, їх будова і робота з ними. Технічні ваги. Методика обробки результатів вимірювань. Лабораторна робота №2 ВИВЧЕННЯ ЗАКОНІВ КІНЕМАТИКИ І ДИНАМІ
КИ ПОСТУПАЛЬНОГО ТА ОБЕРТАЛЬНОГО РУХІВ МАЯТНИКА. Траєкторія, шлях, переміщення матеріальної точки. Вектор середньої та миттєвої швидкості. Прискорення. Вектори середнього та миттєвого прискорення. Тангенціальне, нормальне та повне прискорення. Сила. Сили в механіці. Лабораторна робота №3. ВИЗНАЧЕННЯ ПРИСКОРЕННЯ ВІЛЬНОГО ПАДІННЯ ЗА ДОПОМОГОЮ ОБОРОТНОГО МАЯТНИКА Гармонічні коливання. Кінематичне рівняння гармонічного коливання. Величини, які характеризують гармонічне ко
ливання: амплітуда, фаза, частота, період. Фізичний маятник. Диференціальне рівняння коливань фізичного маятника, його розв’язок, формула періоду коливань фізичного маятника. Зведена довжина фізичного маятника. Оборотний маятник.. Лабораторна робота №4. ДОСЛІДЖЕННЯ ПРУЖНОГО УДАРУ КУЛІ ОБ ВЕРТИКАЛЬНУ ПЛИТУ. Удар двох тіл. Лінія удару, прямий, косий центральний удар. Абсолютно пружний і абсолютно не пружний удари. Ко
ефіцієнт відновлення. Закон збереження імпульсу при ударі. Формула швидкості куль після абсолютно не пружного удару. Закон збереження енергії при ударі. Робота деформації та залишкова енергія при абсолютно не пружному ударі(виведення формул). Лабораторна робота №5. ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТУ ІНЕРЦІЇ МАХОВОГО КОЛЕСА ТА МОМЕНТУ СИЛ ТЕРТЯ. Момент іне
рції матеріальної точки і твердого тіла відносно нерухомої осі. Теорема Штейнера. Основне рівняння динаміки обертального руху твердого тіла відносно нерухомої осі. Кінетична енергія тіла, яке обертається навколо нерухомої осі і тіла, яке котиться. Лабораторна робота №6. ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТІВ ЗОВНІШНІХ СИЛ , ДІЮЧИХ НА ВАЖКИЙ БЛОК ХРЕСТОВОГО МАЯТНИКА ОБЕРБЕКА. Основне рівняння динаміки обертального руху. Момент інерції матеріальної точки і твердого тіла відносно нерухомої осі. Теорема Штейнера. Робота моменту сили. Момент імпульсу. Закон збереження моменту імпульсу для ізольованої системи. Навести приклади застосування цього закону. Лабораторна робота №7. ВИЗНАЧЕННЯ В’ЯЗ
КОСТІ РІДИНИ ЗА МЕТОДОМ СТОКСА. Внутрішнє тертя(в’язкість) у рідині, що рухається. Закон Ньютона для в’язкості. Фізичний зміст коефіцієнта динамічної в’язкості. Кінематична в’язкість. Сила Стокса., яка діє на кульку, що рухається у рідині. Турбулентна та ламінарна течія рідини. Число Рейнольдса. Лабораторна робота №8. ПОРІВНЯННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ФІЗ
ИЧНИХ ЗАКОНІВ КІНЕМАТИКИ ТА ДИНАМІКИ НА ПРИКЛАДІ ОБЧИСЛЕННЯ ПРИСКОРЕННЯ ТІЛ . Миттєва швидкість і миттєве прискорення матеріальної точки. Поняття сили в класичній механіці. Закони Ньютона. Лабораторна робота №9. ВИЗНАЧЕННЯ РОБОТИ СИЛ ТЕРТЯ. Кутова швидкість та кутове прискорення матеріальної точки. Кінетична енергія поступального та обертового руху тіла. Сили тертя. Робота сили. Лабораторна робот
а №10. ВИЗНАЧЕННЯ ВІДНОШЕННЯ ПИТОМИХ ТЕПЛОЄМНОСТЕЙ ГАЗУ МЕТОДОМ КЛЕМАНА І ДЕЗОРМА. Теплоємність речовини: питома та молярна. Теплоємність газу при сталому об’ємі та сталому тиску. Рівняння Майєра. Число ступенів свободи молекули. Закон рівномірного розподілу енергії за ступенями свободи молекул. Перше начало термодинаміки та застосування його до адіабатного процесу ідеального газу. Лабораторна робот
а №11. ВИЗНАЧЕННЯ ЗМІНИ ЕНТРОПІЇ КРИСТАЛІЧНОГО ОЛОВА В РАЗІ ЙОГО НАГРІВАННЯ. Фазові переходи першого та другого роду. Ентропія, як функція стану термодинамічної системи. Фізичний зміст ентропії, формула Больцмана. Другий закон термодинаміки . Лабораторна робота №12. ВИЗНАЧЕННЯ ВОЛОГОСТІ ПОВІТРЯ ЗА ДОПОМОГОЮ ПСИХРОМЕТРА АСМАНА. Насичена пара рідини, від чого залежить і від чого не залежить її тиск? Чому? Суміш газів. Парціальний тиск газу, який входить до суміші. Закон Дальтона. Абсолютна та відносна вологість повітря. Точка роси. Лабораторна робота №13 ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ПОВЕРХНЕВОГО НАТЯГУ РІДИНИ ЗА ВИСОТОЮ ЇЇ ПІДНЯТТЯ В КАПІЛЯР
НІЙ ТРУБЦІ. Поверхневий шар рідини. Поверхневий натяг. Коефіцієнт поверхневого натягу. Явища на межі рідини та твердого тіла. Змочування і незмочування, краєвий кут. Формула Лапласа для додаткового типу, обумовленого кривизною поверхні рідини. Середній радіус кривизни поверхні. Капілярні явища, їх роль у житті людини. Лабораторна робота №14 ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ МЕТОДОМ НЕСТАЦІОНАРНОГО ТЕПЛОВОГО ПОТОКУ. Явища пере
носу. Перенесення тепла. Рівняння теплопровідності. Градієнт температури. Коефіцієнт теплопровідності. Лабораторна робота №15. ВИЗНАЧЕННЯ УНІВЕРСАЛЬНОЇ ГАЗОВОЇ СТАЛОЇ. Термодинамічні параметри, одиниці їх вимірювання. Рівняння Клапейрона-
Менделєєва. Фізичний зміст універсальної газової сталої. Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеальних газів. Лабораторна робота №18. ВИЗНАЧЕННЯ СИЛИ ВЗАЄМОДІЇ ТІЛ ПРИ ЇХ ПРУЖНОМУ ЗІТКНЕННІ. Абсолют
но пружний удар. Застосування законів збереження енергії та імпульсу до описання абсолютно пружного удару. Абсолютно не пружний удар. Робота деформації та залишкова енергія для абсолютно не пружного удару. Лабораторна робота №19. ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТУ ІНЕРЦІЇ МЕТАЛЕВИХ КІЛЕЦЬ МЕТОДОМ МАЯТНИКА МАКСВЕЛА. Момент сили відносно нерухомої осі обертання. Момент іне
рції матеріальної точки і твердого тіла.. Теорема Штейнера .Основний закон динаміки обертового руху тіла Лабораторна робота №20 ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТІВ ІНЕРЦІЇ ТВЕРДИХ ТІЛ ЗА ДОПОМОГОЮ КРУТИЛЬНОГО МАЯТНИКА. Поняття абсолютно твердого тіла, закон руху його центру мас. Момент сили і момент інерції твердого тіла відносно нерухомої осі. Основний закон обертального руху. Кінетична енергія тіла, яке обертається відносно нерухомої осі. Лабораторна робота №21 ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ТЕРТЯ КОЧЕННЯ МЕТОДОМ ПОХИЛОГО МАЯТНИКА. Види сил в природі. Сили те
ртя. Види тертя. Статичне і кінематичне тертя. Закон Амонтова-Кулона. Другий закон Ньютона з урахуванням сил тертя. Лабораторна робота №24. ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ЗАТУХАЮЧИХ КОЛИВАНЬ. Вільні коливання (власні). Гармонічні коливання і їх рівняння. Вільні затухаючі коливання: коефіцієнт затухання; амплітуда затухаючих коливань; час релак
сації; логарифмічний декремент затухання; добротність коливальної системи. СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ. 1. Бушок Г.Ф., Півень Г.Ф. Курс фізики. Том 1,-К: Вища школа, -1983.-321 с. 2. Савельев И. В. Курс физики. Том 1.-М.: Наука, -1989.-293 с. 3. Трофимова Т. И. Курс физики, -М:, Высшая школа, 1990.-380 с. 4. Детлаф А. А., Яворский Б. М. Курс физи
ки, -М:, Высшая школа,-1990 5. Дущенко .В. П., Кучерук І. М. Загальна фізика, фізичні основи механіки, молекулярна фізика і термодинаміка. Київ. Вища школа. 1993. 6. Несмашний Є. О. Класична механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка. Кривий Ріг: Мінерал, 2001.-211 с.: іл. 
Автор
iutin.yan
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
7 227
Размер файла
1 031 Кб
Теги
физики, часть, работа, лабораторная
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа