Визуална физика. Лабораторна работа Решение на лабораторна работа по физика

Лаборатория №1

Движението на тяло в кръг под въздействието на гравитацията и еластичността.

Обективен:проверете валидността на втория закон на Нютон за движението на тяло в кръг под действието на няколко.

1) тежест, 2) конец, 3) статив със съединител и пръстен, 4) лист хартия, 5) измервателна лента, 6) часовник със секундна стрелка.

Теоретична обосновка

Експерименталната настройка се състои от товар, завързан на конец към пръстен на статив (фиг. 1). На масата под махалото се поставя лист хартия, върху който е начертан кръг с радиус 10 см. Център ОТНОСНО кръгът е по вертикала под точката на окачване ДА СЕ махало. Когато товарът се движи по окръжността, показана на листа, нишката описва конична повърхност. Следователно такова махало се нарича конична.

Проектираме (1) върху координатните оси X и Y .

(X), (2)

(Y), (3)

където е ъгълът, образуван от нишката с вертикалата.

Изразете от последното уравнение

и се замества в уравнение (2). Тогава

Ако периодът на обращение т махало около окръжност с радиус K е известно от експерименталните данни, тогава

периодът на въртене може да се определи чрез измерване на времето т , за което махалото прави н революции:

Както се вижда от фигура 1,

, (7)

Фиг. 1

Фиг.2

където h =OK - разстояние от точката на окачване ДА СЕ до центъра на кръга ОТНОСНО .

Като се вземат предвид формулите (5) - (7), равенството (4) може да се представи като

. (8)

Формула (8) е пряко следствие от втория закон на Нютон. По този начин, първият начин да се провери валидността на втория закон на Нютон е експериментално да се провери идентичността на лявата и дясната част на равенството (8).

Силата придава центростремително ускорение на махалото

Като се вземат предвид формулите (5) и (6), вторият закон на Нютон има формата

. (9)

Сила Ф измерено с динамометър. Махалото се отдръпва от положението на равновесие на разстояние, равно на радиуса на окръжността Р , и вземете показанията на динамометъра (фиг. 2) Тегло на товара м се предполага, че е известно.

Следователно, друг начин за проверка на валидността на втория закон на Нютон е експериментално да се провери идентичността на лявата и дясната част на равенството (9).

работна поръчка

Сглобете експерименталната инсталация (виж фиг. 1), като изберете дължина на махалото от около 50 cm.

На лист хартия нарисувайте кръг с радиус Р = 10 s m.

Поставете лист хартия така, че центърът на кръга да е под вертикалната точка на окачване на махалото.

измерване на разстояние з между точката на окачване ДА СЕ и центъра на кръга ОТНОСНО ролетка.

h =

5. Задвижете конусното махало по начертания кръг с постоянна скорост. измерване на времето т , по време на което махалото прави н = 10 оборота.

т =

6. Изчислете центростремителното ускорение на товара

Изчисли

Изход.

Лаборатория №2

Утвърждаване на закона на Бойл-Мариот

Обективен:експериментално да провери закона на Бойл-Мариот чрез сравняване на параметрите на газа в две термодинамични състояния.

Оборудване, измервателни уреди: 1) устройство за изучаване на газовите закони, 2) барометър (по един за клас), 3) лабораторен статив, 4) лента от милиметрова хартия с размери 300 * 10 mm, 5) измервателна лента.

Теоретична обосновка

Законът на Бойл-Мариот определя връзката между налягането и обема на газ с дадена маса при постоянна температура на газа. Да се ​​убедим в справедливостта на този закон или равенството

(1)

достатъчно за измерване на наляганетостр 1 , стр 2 газ и неговия обемV 1 , V 2 съответно в началното и крайното състояние. Повишаване на точността на проверка на закона се постига чрез изваждане на произведението от двете страни на равенството (1). Тогава формула (1) ще изглежда така

(2)

или

(3)

Устройството за изследване на газовите закони се състои от две стъклени тръби с дължина 1 и 2 50 cm, свързани помежду си с гумен маркуч с дължина 3 1 m, плоча със скоби 4 с размери 300 * 50 * 8 mm и щепсел 5 (фиг. 1, а). Ивица милиметрова хартия е прикрепена към плоча 4 между стъклени тръби. Тръбата 2 се отстранява от основата на устройството, спуска се надолу и се фиксира в крака на статива 6. Гуменият маркуч се пълни с вода. Атмосферното налягане се измерва с барометър в mm Hg. Изкуство.

Когато подвижната тръба е фиксирана в изходно положение (фиг. 1, б), цилиндричният обем газ във фиксираната тръба 1 може да се намери по формулата

, (4)

където S е площта на напречното сечение на тръбата 1u

Първоначалното налягане на газа в него, изразено в mm Hg. чл., е сумата от атмосферното налягане и налягането от височината на водния стълб в тръба 2:

mmHg. (пет).

където е разликата в нивата на водата в тръбите (в mm.). Формула (5) взема предвид, че плътността на водата е 13,6 пъти по-малка от плътността на живака.

Когато тръба 2 се повдигне нагоре и се фиксира в крайното си положение (фиг. 1, в), обемът на газа в тръба 1 намалява:

(6)

където е дължината на въздушния стълб във фиксираната тръба 1.

Крайното налягане на газа се намира по формулата

мм rt. Изкуство. (7)

Заместването на началните и крайните параметри на газа във формула (3) ни позволява да представим закона на Бойл-Мариот във формата

(8)

По този начин проверката на валидността на закона на Бойл-Мариот се свежда до експериментална проверка на идентичността на лявата L 8 и дясната P 8 части на равенството (8).

Работна поръчка

7. Измерете разликата в нивата на водата в епруветките.

Повдигнете подвижната тръба 2 още по-високо и я фиксирайте (виж фиг. 1, в).

Повторете измерванията на дължината на въздушния стълб в тръба 1 и разликата в нивата на водата в тръбите. Запишете резултатите от измерването.

10. Измерете атмосферното налягане с барометър.

11. Изчислете лявата част на равенството (8).

Изчислете дясната страна на равенството (8).

13. Проверете равенството (8)

ИЗХОД:

Лаборатория № 4

Изследване на смесено свързване на проводници

Обективен : експериментално изследване на характеристиките на смесено свързване на проводници.

Оборудване, измервателни уреди: 1) захранване, 2) ключ, 3) реостат, 4) амперметър, 5) волтметър, 6) свързващи проводници, 7) три жични резистора със съпротивления от 1 ома, 2 ома и 4 ома.

Теоретична обосновка

Много електрически вериги използват смесена проводна връзка, която е комбинация от последователни и паралелни връзки. Най-простата връзка със смесено съпротивление = 1 ома, = 2 ома, = 4 ома.

а) Резисторите R 2 и R 3 са свързани паралелно, така че съпротивлението между точки 2 и 3

b) Освен това, при паралелно свързване, общият ток, протичащ във възел 2, е равен на сумата от токовете, изтичащи от него.

в) Като се има предвид, че съпротивлениетоР 1 и еквивалентното съпротивление са свързани последователно.

, (3)

и общото съпротивление на веригата между точки 1 и 3.

.(4)

Електрическа верига за изследване на характеристиките на смесено свързване на проводници се състои от източник на захранване 1, към който чрез ключ са свързани реостат 3, амперметър 4 и смесена връзка от три проводни резистора R 1, R 2 и R 3 2. Волтметър 5 измерва напрежението между различни двойки точки във веригата. Схемата на електрическата верига е показана на фигура 3. Последващите измервания на тока и напрежението в електрическата верига ще дадат възможност да се проверят съотношенията (1) - (4).

Текущи измерванияазпреминаващ през резистораР1, а потенциалното равенство върху него ви позволява да определите съпротивлението и да го сравните с дадена стойност.

. (5)

Съпротивлението може да се намери от закона на Ом чрез измерване на потенциалната разлика с волтметър:

.(6)

Този резултат може да се сравни със стойността, получена от формула (1). Валидността на формула (3) се проверява чрез допълнително измерване с помощта на волтметър за напрежение (между точки 1 и 3).

Това измерване също ще ви позволи да оцените съпротивлението (между точки 1 и 3).

.(7)

Експерименталните стойности на съпротивленията, получени по формули (5) - (7), трябва да отговарят на съотношението 9;) за дадено смесено свързване на проводници.

Работна поръчка

Сглобете електрическата верига

3. Запишете резултата от текущото измерване.

4. Свържете волтметър към точки 1 и 2 и измерете напрежението между тези точки.

5. Запишете резултата от измерването на напрежението

6. Изчислете съпротивлението.

7. Запишете резултата от измерване на съпротивлението = и го сравнете със съпротивлението на резистора = 1 ома

8. Свържете волтметър към точки 2 и 3 и измерете напрежението между тези точки

проверете валидността на формулите (3) и (4).

ом

Изход:

Експериментално изследвахме характеристиките на смесено свързване на проводници.

Да проверим:

Допълнителна задача.Уверете се, че когато проводниците са свързани паралелно, равенството е вярно:

ом

ом

2 курс.

Лаборатория №1

Изучаване на явлението електромагнитна индукция

Обективен: експериментално докажете правилото на Ленц, което определя посоката на тока по време на електромагнитна индукция.

Оборудване, измервателни уреди: 1) дъгообразен магнит, 2) бобина-намотка, 3) милиамперметър, 4) лентов магнит.

Теоретична обосновка

Според закона за електромагнитната индукция (или закона на Фарадей-Максуел), ЕМП на електромагнитната индукция Е ив затворен контур е числено равно и противоположно по знак на скоростта на изменение на магнитния поток Фпрез повърхността, ограничена от този контур.

E i \u003d - F ’

За да се определи знакът на индукционния EMF (и съответно посоката на индукционния ток) във веригата, тази посока се сравнява с избраната посока на заобикаляне на веригата.

Посоката на индукционния ток (както и големината на индукционния EMF) се счита за положителна, ако съвпада с избраната посока на заобикаляне на веригата, и се счита за отрицателна, ако е противоположна на избраната посока на заобикаляне на веригата. Използваме закона на Фарадей-Максуел, за да определим посоката на индукционния ток в кръгов проводен контур с площ С 0 . Предполагаме, че в първоначалния момент т 1 =0 индукцията на магнитното поле в областта на намотката е равна на нула. В следващия момент от времето т 2 = бобината се движи в областта на магнитното поле, чиято индукция е насочена перпендикулярно на равнината на намотката към нас (фиг. 1 б)

За посоката на заобикаляне на контура ще изберем посоката по посока на часовниковата стрелка. Съгласно правилото на гимлета, векторът на контурната площ ще бъде насочен от нас перпендикулярно на зоната на контура.

Магнитният поток, проникващ във веригата в началната позиция на бобината, е нула (=0):

Магнитният поток в крайната позиция на бобината

Промяна в магнитния поток за единица време

Следователно индукционната ЕДС, съгласно формула (1), ще бъде положителна:

E i =

Това означава, че индукционният ток във веригата ще бъде насочен по посока на часовниковата стрелка. Съответно, според правилото на гимлета за токове в контура, собствената индукция по оста на такава намотка ще бъде насочена срещу индукцията на външното магнитно поле.

Според правилото на Ленц, индукционният ток във веригата има такава посока, че магнитният поток, създаден от него през повърхността, ограничена от веригата, предотвратява промяна в магнитния поток, който е причинил този ток.

Индукционният ток се наблюдава и когато външното магнитно поле се засили в равнината на бобината, без да се движи. Например, когато лентов магнит се движи в намотка, външното магнитно поле и проникващият в него магнитен поток се увеличават.

Контурна посока

F 1

F 2

ξ i

(знак)

(напр.)

аз А

B 1 S 0

B 2 S 0

-(B2-B1)S0<0

15 mA

Работна поръчка

1. Бобина - матка 2 (виж фиг. 3) се свързват към клемите на милиамперметъра.

2. Поставете северния полюс на дъгообразния магнит в намотката по оста му. При следващите експерименти преместете полюсите на магнита от същата страна на намотката, чието положение не се променя.

Проверете съответствието на резултатите от експеримента с таблица 1.

3. Отстранете северния полюс на дъгообразния магнит от намотката. Представете резултатите от експеримента в таблицата.

Контурна посокаизмерване на коефициента на пречупване на стъклото с помощта на плоскопаралелна плоча.

Оборудване, измервателни уреди: 1) плоскоуспоредна плоча със скосени ръбове, 2) мерна линийка, 3) студентски квадрат.

Теоретична обосновка

Методът за измерване на коефициента на пречупване с помощта на плоскопаралелна плоча се основава на факта, че лъч, който е преминал през плоскопаралелна плоча, го напуска успоредно на посоката на падане.

Според закона за пречупването коефициентът на пречупване на средата

За изчисляване и върху лист хартия се начертават две успоредни линии AB и CD на разстояние 5-10 mm една от друга и върху тях се поставя стъклена плоча, така че успоредните й лица да са перпендикулярни на тези линии. При това разположение на плочата успоредните прави линии не се изместват (фиг. 1, а).

Окото се поставя на нивото на масата и, следвайки прави линии AB и CD през стъклото, плочата се завърта около вертикалната ос обратно на часовниковата стрелка (фиг. 1, б). Въртенето се извършва, докато лъчът QC изглежда като продължение на BM и MQ.

За да обработите резултатите от измерването, очертайте контурите на плочата с молив и я отстранете от хартията. През точката M е начертан перпендикуляр O 1 O 2 към успоредните страни на плочата и права линия MF.

След това на прави линии BM и MF се отлагат равни сегменти ME 1 = ML 1 и перпендикулярите L 1 L 2 и E 1 E 2 се спускат с помощта на квадрат от точки E 1 и L 1 до правата линия O 1 O 2. От правоъгълни триъгълници Л

а) първо ориентирайте успоредните страни на плочата перпендикулярно на AB и CD. Уверете се, че успоредните линии не се движат.

б) поставете окото си на нивото на масата и следвайки линиите AB и CD през стъклото, завъртете пластината около вертикалната ос обратно на часовниковата стрелка, докато лъчът QC изглежда като продължение на BM и MQ.

2. Окръжете контурите на чинията с молив, след което я отстранете от хартията.

3. През точката M (виж фиг. 1, b) начертайте перпендикуляр O 1 O 2 към успоредните страни на плочата и права линия MF (продължение на MQ) с помощта на квадрат.

4. Центрирано в точка M, начертайте окръжност с произволен радиус, маркирайте точки L 1 и E 1 върху прави линии BM и MF (ME 1 = ML 1)

5. С помощта на квадрат спуснете перпендикулярите от точки L 1 и E 1 до правата O 1 O 2.

6. Измерете дължината на сегментите L 1 L 2 и E 1 E 2 с линийка.

7. Изчислете коефициента на пречупване на стъклото по формула 2.

Министерство на образованието и науката на Руската федерация

Федерална държавна бюджетна образователна институция за висше професионално образование

"Тамбовски държавен технически университет"

В.Б. ВЯЗОВОВ, О.С. ДМИТРИЕВ. А.А. ЕГОРОВ, С.П. КУДРЯВЦЕВ, А.М. ПОДКАУРО

МЕХАНИКА. ТРЕТЕНИЯ И ВЪЛНИ. ХИДРОДИНАМИКА. ЕЛЕКТРОСТАТИКА

Работилница за студенти от първи курс от дневния и втори курс на задочния отдел

всички специалности от инженерно-технически профил

Тамбов

УДК 53(076.5)

Регистрирайте се:

Доктор на физико-математическите науки, професор, гл. Катедра по обща физика, ФГБОУ ВПО „ТСУ на име И.И. Г.Р. Державин"

V.A. Федоров

Президент на Международния информационен Нобелов център (INC), доктор на техническите науки, професор

В.М. Тютюнник

Вязовов, В.Б.

B991 Физика. механика. Вибрации и вълни. Хидродинамика. Електростатика: работилница / В.Б. Вязовов, О.С. Дмитриев, А.А. Егоров, С.П. Кудрявцев, A.M. Подкауро. - Тамбов: Издателство на FGBOU VPO

"ТСТУ", 2011. - 120 с. - 150 екземпляра. – ISBN 978-5-8265-1071-1.

Съдържа теми, задачи и насоки за извършване на лабораторни упражнения в рамките на курса, които допринасят за усвояването, затвърждаването на изготвения материал и проверката на знанията.

Предназначена е за студенти от първа година редовна и втора година на задочния отдел на всички специалности от инженерно-техническия профил.

УДК 53(076.5)

ВЪВЕДЕНИЕ

Физиката е точна наука. Тя се основава на експеримент. С помощта на експеримента се проверяват теоретичните позиции на физическата наука, а понякога той служи като основа за създаване на нови теории. Научният експеримент произхожда от Галилей. Големият италиански учен Галилео Галилей (1564 - 1642), хвърлящ чугунени и дървени топки с еднакъв размер от наклонена кула в Пиза, опровергава учението на Аристотел, че скоростта на падащите тела е пропорционална на гравитацията. В Галилей топките падат в основата на кулата почти едновременно и той приписва разликата в скоростта на съпротивлението на въздуха. Тези експерименти бяха от голямо методологическо значение. В тях Галилей ясно показа, че за да се получат научни заключения от опита, е необходимо да се премахнат страничните обстоятелства, които пречат да се получи отговор на въпроса, поставен пред природата. Човек трябва да може да види основното в опита, за да се абстрахира от факти, които не са съществени за дадено явление. Следователно Галилей е взел тела с еднаква форма и еднакъв размер, за да намали влиянието на силите на съпротива. Той беше разсеян от безброй други обстоятелства: състоянието на времето, състоянието на самия експериментатор, температурата, химическия състав на хвърлените тела и т.н. Простият експеримент на Галилей е по същество истинското начало на експерименталната наука. Но такива изключителни учени като Галилей, Нютон, Фарадей бяха брилянтни единични учени, които сами подготвиха своите експерименти, направиха устройства за тях и не взеха лабораторни семинари в университети.

Просто го нямаше. Развитието на физиката, технологиите и индустрията в средата на 19 век води до осъзнаване на важността на обучението на физици. По това време в развитите страни на Европа и Америка се създават физически лаборатории, чиито ръководители са известни учени. И така, в известната лаборатория Кавендиш основателят на електромагнитната теория Джеймс Клерк Максуел става първият ръководител. В тези лаборатории са предвидени задължителни семинари по физика, появяват се първите лабораторни работилници, сред които добре познатите работилници на Колрауш в Берлинския университет, Глейзбрук и Шоу в лабораторията Кавендиш. Създават се работилници за физически инструменти

И лабораторно оборудване. Във висшите технически институции се въвеждат и лабораторни практики. Обществото вижда значението на преподаването на експериментална и теоретична физика както за физици, така и за инженери. Оттогава физическата работилница се превърна в задължителна и неразделна част от програмите за обучение на студенти по природни науки и технически специалности във всички висши учебни заведения. За съжаление трябва да се отбележи, че в наше време, въпреки привидното благополучие с предоставянето на физически лаборатории на университетите, семинарите се оказват напълно недостатъчни за университети с технически профил, особено провинциалните. Копирането на лабораторните работи на катедрите по физика на столичните университети от провинциални технически университети е просто невъзможнопоради недостатъчното им финансиране и броя на разпределените часове. Напоследък се наблюдава тенденция да се подценява значението на ролята на физиката в обучението на инженери. Намалява се броят на лекционните и лабораторните часове. Недостатъчното финансиране прави невъзможно създаването на редица комплекси

И скъпи работилници. Замяната им с виртуални работни места няма същия образователен ефект като работата директно върху машините в лабораторията.

Предложеният семинар обобщава дългогодишния опит в създаването на лабораторна работа в Тамбовския държавен технически университет. Семинарът включва теория на грешките в измерването, лабораторни упражнения по механика, трептения и вълни, хидродинамика и електростатика. Авторите се надяват, че предложената публикация ще запълни празнината в осигуряването на техническите висши учебни заведения с методическа литература.

1. ТЕОРИЯ НА ГРЕШКАТА

ИЗМЕРВАНЕ НА ФИЗИЧЕСКИ ВЕЛИЧЕСТВА

Физиката се основава на измервания. Да се ​​измери физическа величина означава да се сравни с хомогенна величина, взета като мерна единица. Например, ние сравняваме масата на тяло с масата на kettlebell, което е грубо копие на стандарта за маса, съхраняван в Камарата на мерките и теглилките в Париж.

Директните (непосредствени) измервания са тези измервания, при които получаваме числената стойност на измерената величина с помощта на уреди, калибрирани в единици от измерената величина.

Такова сравнение обаче не винаги се прави директно. В повечето случаи не се измерва количеството, което ни интересува, а други количества, свързани с него чрез определени взаимоотношения и модели. В този случай, за да се измери необходимото количество, е необходимо първо да се измерят няколко други количества, от чиято стойност се определя стойността на желаното количество чрез изчисление. Такова измерване се нарича непряко.

Непреките измервания се състоят от преки измервания на една или повече величини, свързани с количеството, което се определя чрез количествена връзка, и изчисляване на количеството, което трябва да бъде определено от тези данни. Например, обемът на цилиндъра се изчислява по формулата:

V \u003d π D 2 H, където D и H се измерват по директен метод (шублер). 4

Процесът на измерване съдържа заедно с намиране на желаната стойност и грешка при измерване.

Има много причини за възникването на грешки в измерването. Контактът на обекта на измерване и уреда води до деформация на обекта и следователно до неточности в измерването. Самият инструмент не може да бъде идеално точен. Точността на измерванията се влияе от външни условия, като температура, налягане, влажност, вибрации, шум, състоянието на самия експериментатор и много други причини. Разбира се, технологичният прогрес ще подобри инструментите и ще ги направи по-точни. Въпреки това, има ограничение за увеличаването на точността. Известно е, че в микрокосмоса действа принципът на неопределеността, което прави невъзможно едновременното точно измерване на координатите и скоростта на обект.

Съвременният инженер трябва да може да оцени грешката на резултатите от измерването. Поради това се отделя голямо внимание на обработката на резултатите от измерването. Запознаването с основните методи за изчисляване на грешките е една от важните задачи на лабораторния цех.

Грешките се делят на систематични, пропуски и случайни.

Систематичногрешките могат да бъдат свързани с грешки на инструмента (неправилен мащаб, неравномерно разтягаща пружина, изместен показалец на инструмента, неравномерна стъпка на микрометричния винт, неравномерни рамена на скалата и т.н.). Те запазват своята величина по време на експериментите и трябва да бъдат взети предвид от експериментатора.

Пропуските са груби грешки, които възникват поради грешка на експериментатора или неизправност на оборудването. Трябва да се избягват груби грешки. Ако се установи, че са настъпили, съответните измервания трябва да бъдат изхвърлени.

Случайни грешки. Повтаряйки едни и същи измервания отново и отново, ще забележите, че доста често техните резултати не са точно равни един на друг. Грешки, които променят величината и знака от опит в опит, се наричат ​​случайни. Случайни грешки се въвеждат неволно от експериментатора поради несъвършенство на сетивните органи, случайни външни фактори и др. Ако грешката на всяко отделно измерване е фундаментално непредвидима, тогава те произволно променят стойността на измерената величина. Случайните грешки имат статистически характер и се описват от теорията на вероятностите. Тези грешки могат да бъдат оценени само чрез статистическа обработка на множество измервания на желаната стойност.

ГРЕШКИ ПРИ ДИРЕКТНО ИЗМЕРВАНЕ

Случайни грешки. Немският математик Гаус получава закона за нормалното разпределение, който е обект на случайни грешки.

Методът на Гаус може да се приложи към много голям брой измервания. За краен брой измервания грешките в измерването се намират от разпределението на Студент.

При измерванията се стремим да намерим истинската стойност на дадена величина, което е невъзможно. Но от теорията на грешките следва, че средноаритметичната стойност на измерванията клони към истинската стойност на измерената величина. Така че извършихме N измервания на стойността X и получихме редица стойности: X 1 , X 2 , X 3 , …, X i . Средноаритметичната стойност на X ще бъде равна на:

∑X i

X = i = 0.

Нека намерим грешката на измерването и тогава истинският резултат от нашите измервания ще лежи в интервала: средната стойност на стойността плюс грешката - средната стойност минус грешката.

Има абсолютни и относителни грешки в измерването. Абсолютна грешканарича разликата между средната стойност на количеството и стойността, установена от опит.

Xi = |		− X i | .

Средната абсолютна грешка е равна на средноаритметичната стойност на абсолютните грешки:

∑X i

				i = 1
	Относителна грешкасе нарича съотношение на средното абсо-

лута грешка към средната стойност на измерената величина X . Тази грешка обикновено се приема като процент:

E = X 100%.

Средно квадратната грешка или квадратното отклонение от средноаритметичната се изчислява по формулата:

			X i 2
		N (N − 1)

където N е броят на измерванията. С малък брой измервания абсолютната случайна грешка може да бъде изчислена чрез средно квадратната грешка S и някакъв коефициент τ α (N), наречен коефициент

Ентом на ученика:

X s = τ α , N S .

Коефициентът на Студент зависи от броя на измерванията N и коефициента на надеждност α . В табл. 1 е показана зависимостта на коефициента на Студент от броя на измерванията при фиксирана стойност на коефициента на надеждност. Коефициентът на надеждност α е вероятността, с която истинската стойност на измерената величина попада в рамките на доверителния интервал.

Доверителен интервал [ X cf − X ; X cp + X ] е числово между-

вал, в който с определена вероятност пада истинската стойност на измерената величина.

По този начин коефициентът на Студент е числото, с което трябва да се умножи средноквадратната грешка, за да се осигури дадена надеждност на резултата за даден брой измервания.

Колкото по-голяма е надеждността, необходима за даден брой измервания, толкова по-голям е коефициентът на Студент. От друга страна, колкото по-голям е броят на измерванията, толкова по-малък е коефициентът на Студент за дадена надеждност. В лабораторната работа на нашата работилница ще считаме, че надеждността е дадена и е равна на 0,95. Числовите стойности на коефициентите на Студент с тази надеждност за различен брой измервания са дадени в табл. един.

маса 1

Брой измервания N

Коефициент

Студент t α (N )

Трябва да се отбележи,

Методът на Студент се използва само за

изчисляване на директни равни измервания. Еквивалентен -

това са измерванията

извършва се по същия метод, при същите условия и със същата степен на внимание.

Системни грешки. Систематичните грешки естествено променят стойностите на измерената величина. Грешките, въведени в измерванията от инструменти, се оценяват най-лесно, ако са свързани с конструктивните особености на самите уреди. Тези грешки са посочени в паспортите на устройствата. Грешките на някои устройства могат да бъдат оценени без позоваване на паспорта. За много електрически измервателни уреди техният клас на точност е посочен директно върху скалата.

Класът на точност на устройството g е съотношението на абсолютната грешка на устройството X pr към максималната стойност на измерената стойност X max ,

която може да се определи с помощта на това устройство (това е систематичната относителна грешка на това устройство, изразена като процент от номиналната скала X max ).

g \u003d D X pr × 100%.

Xmax

Тогава абсолютната грешка X pr на такова устройство се определя от съотношението:

D X pr \u003d g X макс.

За електрически измервателни уреди са въведени 8 класа на точност:

0,05; 0,1; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4.

Колкото по-близо е измерената стойност до номиналната стойност, толкова по-точен ще бъде резултатът от измерването. Максималната точност (т.е. най-малката относителна грешка), която даден инструмент може да осигури, е равна на класа на точност. Това обстоятелство трябва да се има предвид при използване на многомащабни инструменти. Скалата трябва да бъде избрана по такъв начин, че измерената стойност, оставаща в границите на скалата, е възможно най-близка до номиналната стойност.

Ако класът на точност за устройството не е посочен, трябва да се спазват следните правила:

− Абсолютната грешка на устройствата с нониус е равна на точността на нониуса.

− Абсолютната грешка на устройствата с фиксирана стъпка на показалеца е равна на стойността на деленето.

− Абсолютната грешка на цифровите инструменти е равна на единицата на минималната цифра.

− За всички останали инструменти абсолютната грешка се приема равна на половината от цената на най-малкото деление на мащаба на инструмента.

За улеснение на изчисленията е обичайно общата абсолютна грешка да се оценява като сума от абсолютни случайни и абсолютни систематични (инструментални) грешки, ако грешките са от същия порядък, и да се пренебрегва една от грешките, ако е повече от порядък (10 пъти) по-малко от другия.

Тъй като резултатът от измерването се представя като интервал от стойности, чиято стойност се определя от общата абсолютна грешка, правилното закръгляване на резултата и грешката е важно.

Закръгляването започва с абсолютна грешка. Броят на значимите цифри, които остават в стойността на грешката, най-общо казано, зависи от коефициента на надеждност и броя на измерванията. Имайте предвид, че значимите цифри се считат за надеждно установени цифри в записа на резултата от измерването. И така, в записа 23.21 имаме четири значими цифри, а в записа 0.063 - две, а в 0.345 - три, а в записа 0.006 - едно. В хода на измерванията или при изчисленията в крайния отговор не трябва да се съхраняват повече знаци от броя на значимите цифри в най-малко точно измерената стойност. Например, площта на правоъгълник с дължини на страните 11,3 и 6,8 cm е 76,84 cm2. Като общо правило трябва да се приеме, че краен резултат от умножение или деление

6.8 съдържа най-малкия брой цифри, което е две. Следователно, плоски

Площта на правоъгълник от 76,84 cm2, който има четири значими цифри, трябва да бъде закръглена до две, до 77 cm2.

Във физиката е обичайно резултатите от изчисленията да се записват с помощта на експоненти. И така, вместо 64 000 те пишат 6,4 × 104, а вместо 0,0031 пишат 3,1 × 10–3. Предимството на тази нотация е, че ви позволява просто да посочите броя на значимите цифри. Например в записа 36900 не е ясно дали това число съдържа три, четири или пет значими цифри. Ако е известно, че точността на запис е три значими цифри, тогава резултатът трябва да бъде записан като 3,69 × 104, а ако точността на запис е четири значими цифри, тогава резултатът трябва да бъде записан като 3,690 × 104.

Цифрата на значимата цифра на абсолютната грешка определя цифрата на първата съмнителна цифра в стойността на резултата. Следователно стойността на самия резултат трябва да бъде закръглена (коригирана) до тази значима цифра, цифрата на която съвпада с цифрата на значимата цифра на грешката. Формулираното правило трябва да се прилага и в случаите, когато някои от цифрите са нули.

Пример. Ако при измерване на телесното тегло се получи резултатът m = (0,700 ± 0,003) kg, тогава е необходимо да се напишат нули в края на числото 0,700. Изписването на m = 0,7 би означавало, че нищо не се знае за следващите значими цифри, докато измерванията показаха, че те са равни на нула.

Изчислява се относителната грешка E X.

E X \u003d D X.

X cp

При закръгляне на относителната грешка е достатъчно да оставите две значими цифри.

Резултатът от серия от измервания на определена физическа величина се представя като интервал от стойности с индикация за вероятността истинската стойност да попадне в този интервал, т.е. резултатът трябва да бъде записан като:

Тук D X е общата абсолютна грешка, закръглена до първата значима цифра, а X cf е средната стойност на измерената стойност, закръглена, като се вземе предвид вече закръглената грешка. При записване на резултата от измерването е задължително да посочите мерната единица на стойността.

Нека разгледаме няколко примера:

Да предположим, че при измерване на дължината на сегмент получихме следния резултат: l cf = 3,45381 см и D l = 0,02431 см. Как правилно да запишем резултата от измерването на дължината на сегмент? Първо закръгляме абсолютната грешка с излишък, оставяйки една значима цифра D l = 0,02431 » 0,02 см. Значителната цифра на грешката е на стотно място. След това закръгляме с корекции

ОРГАНИЗАЦИЯ НА ИЗУЧАВАНЕТО НА КУРСА ФИЗИКА

В съответствие с работната програма на дисциплината "Физика", студентите редовно изучават курса по физика през първите три семестъра:

Част 1: Механика и молекулярна физика (1 семестър).
Част 2: Електричество и магнетизъм (2-ри семестър).
Част 3: Оптика и атомна физика (3-ти семестър).

При изучаване на всяка част от курса по физика се предоставят следните видове работа:

1. Теоретично изучаване на курса (лекции).
2. Упражнения за решаване на проблеми (практични упражнения).
3. Извършване и защита на лабораторните работи.
4. Самостоятелно решаване на проблеми (домашна работа).
5. Тестови документи.
6. Изместване.
7. Консултации.
8. Изпит.

Теоретично изучаване на курса по физика.

Теоретичното изучаване на физиката се извършва в стрийминг лекции, изнасяни в съответствие с Програмата на курса по физика. Лекциите се четат по график на катедрата. Посещението на лекции за студентите е задължително.

За самостоятелно изучаване на дисциплината студентите могат да използват списъка с основна и допълнителна учебна литература, препоръчана за съответната част от курса по физика, или учебници, изготвени и издадени от служителите на катедрата. На сайта на катедрата има учебници за всички части на курса по физика.

Работилници

Паралелно с изучаването на теоретичния материал студентът трябва да овладее методите за решаване на задачи във всички раздели на физиката в практически занятия (семинари). Присъствието на практически занятия е задължително. Семинарите се провеждат в съответствие с графика на катедрата. Проследяването на текущия напредък на учениците се извършва от учител, който провежда практически занятия по следните показатели:

• присъствие на практически занятия;
• ефективността на работата на ученика в класната стая;
• пълнота на домашната работа;
• резултатите от два теста в класната стая;

За самообучение студентите могат да използват учебници за решаване на задачи, изготвени и издадени от служителите на катедрата. На сайта на катедрата са достъпни учебници за решаване на задачи по всички части на курса по физика.

Лабораторни работи

Лабораторните работи имат за цел да запознаят студента с измервателната апаратура и методите за физически измервания, да илюстрират основните физични закони. Лабораторната работа се извършва в учебните лаборатории на катедрата по физика по описания, изготвени от преподавателите на катедрата (достъпни в публичното пространство на сайта на катедрата), и по график на катедрата.

Във всеки семестър студентът трябва да завърши и защити 4 лабораторни работи.

На първия урок учителят провежда инструктаж за безопасност, информира всеки студент за индивидуален списък с лабораторни работи. Студентът изпълнява първата лабораторна работа, вписва резултатите от измерването в таблица и прави съответните изчисления. Студентът трябва да изготви окончателния доклад за лабораторната работа у дома. При изготвяне на доклад е необходимо да се използват учебно-методическата разработка „Въведение в теорията на измерванията“ и „Указания за студенти за проектиране на лабораторни работи и изчисляване на грешките на измерването“ (достъпни в публичното пространство на уебсайта на отдела).

Към следващия ученик на урока трябва дапредставете напълно завършена първа лабораторна работа и подгответе схема на следващата работа от вашия списък. Рефератът трябва да отговаря на изискванията за проектиране на лабораторната работа, да включва теоретично въведение и таблица, в която ще се вписват резултатите от предстоящите измервания. При неизпълнение на тези изисквания за следващата лабораторна работа студентът не е позволено.

На всеки урок, започвайки от втория, студентът защитава предишната напълно изпълнена лабораторна работа. Защитата се състои в обяснение на получените експериментални резултати и отговор на контролните въпроси, дадени в описанието. Лабораторната работа се счита за завършена, ако има подпис на преподавателя в тетрадката и съответната оценка в дневника.

След завършване и защита на цялата лабораторна работа, предвидена в учебната програма, учителят, водещ класа, поставя оценка „издържан“ в лабораторния журнал.

Ако по някаква причина студентът не е успял да завърши учебната програма за лабораторна физическа работилница, това може да се направи в допълнителни часове, които се провеждат по график на катедрата.

За подготовка за учебните занятия студентите могат да използват методическите препоръки за изпълнение на лабораторни упражнения, които са публично достъпни на сайта на катедрата.

Тестови документи

За текущ контрол на успеваемостта на студента през всеки семестър при практически занятия (семинари) се провеждат две аудиторни контролни. В съответствие с точково-рейтинговата система на катедрата всяка контролна работа се оценява с 30 точки. Общият брой точки, отбелязани от студента при изпълнение на тестове (максималният брой за два теста е 60), се използва за формиране на оценката на студента и се взема предвид при поставяне на крайната оценка по дисциплина „Физика“.

изместване

Студентът получава кредит по физика, при условие че са изпълнени и защитени 4 лабораторни работи (в лабораторния журнал има отметка за завършване на лабораторната работа) и сборът от оценките за текущия контрол на напредъка е по-голям или равен на 30. семинари).

Изпит

Изпитът се провежда по одобрени от катедрата билети. Всеки билет включва два теоретични въпроса и задача. За улесняване на подготовката студентът може да използва списъка с въпроси за подготовка за изпита, на базата на който се формират билетите. Списъкът с изпитни въпроси е публично достъпен на сайта на катедрата по физика.

1. Извършени и защитени са 4 лабораторни работи (в лабораторния журнал има отметка за компенсация за лабораторни работи);
2. общият резултат от текущия контрол на напредъка за 2 теста е по-голям или равен на 30 (от 60 възможни);
3. оценката "издържал" се поставя в класната книжка и оценъчния лист

При неспазване на параграф 1 студентът има право да участва в допълнителни лабораторни упражнения, които се провеждат по график на катедрата. При изпълнение на параграф 1 и неизпълнение на параграф 2 студентът има право да отбележи липсващите точки на изпитните комисии, които се провеждат по време на сесията по график на катедрата. Студентите, които са отбелязали 30 или повече точки по време на текущия контрол на представянето, не се допускат до изпитната комисия за повишаване на оценката.

Максималният брой точки, които ученикът може да спечели с текущата контрола за изпълнение е 60. В същото време максималният брой точки за една контрола е 30 (за две контроли 60).

Учителят има право да добави не повече от 5 точки към студент, който е посещавал всички практически занятия и е работил активно върху тях (общият брой точки за текущия контрол на напредъка обаче не трябва да надвишава 60 точки).

Максималният брой точки, които студентът може да спечели въз основа на резултатите от изпита е 40 точки.

Общият брой точки, натрупани от студента за семестъра, е основа за оценяване по дисциплина „Физика” по следните критерии:

• ако сумата от оценките от текущия контрол на напредъка и междинно сертифициране (изпит) по-малко от 60 точки, тогава оценката е „незадоволителна“;
• 60 до 74 точки, тогава оценката е "задоволително";
• ако сумата от оценките от текущия контрол на напредъка и междинния сертификат (изпит) попада в диапазона от 75 до 89 точки, тогава оценката е "добър";
• ако сумата от оценките от текущия контрол на напредъка и междинния сертификат (изпит) попада в диапазона от 90 до 100 точки, тогава оценката е "отличен".

Оценките „отличен”, „добър”, „задоволителен” се поставят в изпитния лист и записната книжка. Оценката "незадоволително" е поставена само в изявлението.

ЛАБОРАТОРНА РАБОТНИЦА

Връзки за изтегляне на лаборатории*
*За да изтеглите файла, щракнете с десния бутон върху връзката и изберете „Запазване на целта като...“
За да прочетете файла, трябва да изтеглите и инсталирате Adobe Reader.

Част 1. Механика и молекулярна физика

Част 2. Електричество и магнетизъм

Част 3. Оптика и атомна физика

Материалът е комплект за лабораторни занятия по работната програма на дисциплината ОДП.02 „Физика”. Работата съдържа обяснителна бележка, критерии за оценка, списък на лабораторните работи и дидактически материал.

Изтегли:

Визуализация:

Министерство на общото професионално образование

Свердловска област

Държавна автономна образователна институция

средно професионално образование

Свердловска област "Первоуральска политехника"

ЛАБОРАТОРНИ РАБОТИ

КЪМ РАБОТНАТА ПРОГРАМА

ОБРАЗОВАТЕЛНА ДИСЦИПЛИНА

ODP 02. ФИЗИКА

Первоуральск

2013

Визуализация:

Обяснителна бележка.

Лабораторните задачи се разработват в съответствие с работната програма на дисциплината "Физика".

Целта на лабораторната работа: формиране на предметни и метапредметни резултати от овладяване от студенти на основната образователна програма от основния курс по физика.

Задачи на лабораторната работа:

№ п / стр	Формирани резултати	Изисквания на GEF	Основни компетенции
	Притежание на преподавателски и изследователски умения.	Резултати от метасубекта	Аналитичен
	Разбиране на физическата същност на наблюдаваните явления.	Резултати по темата	Аналитичен
	Притежание на фундаментални физически понятия, модели, закони.	Резултати по темата	Регулаторна
	Уверено използване на физическа терминология и символи	Резултати по темата	Регулаторна
	Владеене на основните методи на научното познание, използвани във физиката: измерване, експеримент	Резултати по темата	Аналитичен
	Възможност за обработка на резултатите от измерването.	Резултати по темата	Социални
	Способността да се открие връзката между физическите величини.	Резултати по темата	Аналитичен
	Способност да се обясняват резултатите и да се правят заключения.	Резултати по темата	самоусъвършенстване

Формулярът за лабораторни доклади съдържа:

1. номер на работа;
2. Обективен;
3. Списък на използваното оборудване;
4. Последователността на действията, които трябва да се извършат;
5. Инсталационен чертеж или схема;
6. Таблици и/или схеми за записване на стойности;
7. Формули за изчисление.

Критерии за оценяване:

Демонстрация на умения.	Оценка
Монтаж на монтаж (схеми)	Настройка устройства	Оттегляне свидетелство	Плащане стойности	Попълване на маси, изграждане диаграми	Изход На работа
						"пет"
						"4"
						"3"

Списък на лабораторните работи.

Работа №	Позиция на заеманата длъжност	Име на раздел
	Определяне на твърдостта на пружина.	механика.
	Определяне на коефициента на триене.	механика.
	Изучаването на движението на тяло в кръг под действието на гравитацията и еластичността.	механика.
	Измерване на ускорение на свободно падане с С помощта на математическо махало.	механика.
	Експериментална проверка на закона на Гей-Люсак.
	Измерване на повърхностния коефициент напрежение.	Молекулярна физика. Термодинамика.
	Измерване на модула на еластичност на гумата.	Молекулярна физика. Термодинамика.
	Изследване на зависимостта на силата на тока от волтаж.	Електродинамика.
	Измерване на съпротивлението проводник.	Електродинамика.
	Изучаване на законите за последователно и паралелно свързване на проводници.	Електродинамика.
	Измерване на ЕМП и вътрешни съпротивление на източника на ток.	Електродинамика.
	Наблюдение на действието на магнитно поле върху Текущ.	Електродинамика.
	Наблюдение на отражението на светлината.	Електродинамика.
	Измерване на индекса на пречупване стъкло.	Електродинамика.
	Измерване на дължината на светлинната вълна.	Електродинамика.
	Наблюдение на линейни спектри.
	Изследване на следи от заредени частици.	Структурата на атома и квантовата физика.

Визуализация:

Лабораторна работа номер 1.

„Определяне на твърдостта на пружина“.

Цел: Определете твърдостта на пружината, като използвате графика на силата на пружината спрямо удължението. Направете заключение за естеството на тази зависимост.

Оборудване: статив, динамометър, 3 тежести, линийка.

Работен процес.

1. Закачете тежест от пружината на динамометъра, измерете силата на еластичност и удължението на пружината.
2. След това прикрепете втората към първата тежест. Повторете измерванията.
3. Прикрепете третата към втората тежест. Повторете измерванията отново.

1. Построете графика на зависимостта на еластичната сила от удължението на пружината:

Фупр, Н

0 0,02 0,04 0,06 0,08 Δl, m

1. От графиката намерете средните стойности на еластичната сила и удължението. Изчислете средната стойност на коефициента на еластичност:

1. Направете заключение.

Визуализация:

Лабораторна работа номер 2.

"Определяне на коефициента на триене".

Цел: Определете коефициента на триене, като използвате графика на силата на триене спрямо телесното тегло. Направете заключение за съотношението на коефициента на триене на плъзгане и коефициента на статичното триене.

Оборудване: щанга, динамометър, 3 товара с тегло 1 N всеки, линийка.

Работен процес.

1. С помощта на динамометър измерете теглото на пръчката R.
2. Поставете блока хоризонтално върху линийката. С помощта на динамометър измерете максималната статична сила на триене Ffr 0 .
3. Равномерно премествайки лоста по линийката, измервайте силата на триене на плъзгане Ftr.
4. Поставете товара върху щангата. Повторете измерванията.
5. Добавете втора тежест. Повторете измерванията.
6. Добавете трета тежест. Повторете измерванията отново.
7. Запишете резултатите в таблицата:

1. Начертайте графики на силата на триене спрямо телесното тегло:

Фупр, Н

0 1,0 2,0 3,0 4,0 R, N

1. Според графиката намерете средните стойности на телесно тегло, сила на статично триене и сила на триене на плъзгане. Изчислете средните стойности на коефициента на статично триене и коефициента на триене при плъзгане:

μ cf 0 = F cf.tr 0 ; μ av = Fav.tr ;

Rsr Rsr

1. Направете заключение.

Визуализация:

Лабораторна работа номер 3.

"Изучаване на движението на тяло под действието на няколко сили".

Цел: Да се ​​изучава движението на тяло под действието на еластични и гравитационни сили. Направете заключение за изпълнението на втория закон на Нютон.

Оборудване: статив, динамометър, тежест 100 г на конец, хартиен кръг, хронометър, линийка.

Работен процес.

1. Закачете тежестта върху конеца с помощта на статив над центъра на кръга.
2. Развийте лентата в хоризонтална равнина, като се движите по границата на кръга.

R F управление

1. Измерете времето t, за което тялото прави най-малко 20 оборота n.
2. Измерете радиуса на окръжността R.
3. Вземете товара до границата на кръга, използвайте динамометър, за да измерите резултантната сила, равна на еластичната сила на пружината Fнапр.
4. Използвайки закона на Нютон II, изчислете центростремителното ускорение:

F = m. a cs ; и tss \u003d v 2; v=2. π . R; T \u003d _ t _;

R T n

И cs \u003d 4. π 2. Р. n2;

(π 2 може да се приеме равно на 10).

1. Изчислете резултантната сила m. но tss .
2. Запишете резултатите в таблицата:

1. Направете заключение.

Визуализация:

Лабораторна работа номер 4.

„Измерване на ускорението на свободното падане“.

Цел: Измерете ускорението на свободно падане с махало. Направете заключение за съвпадението на получения резултат с референтната стойност.

Оборудване: статив, топка на конец, динамометър, хронометър, линийка.

Работен процес.

1. Закачете топката на конеца с помощта на статив.

1. Избутайте топката далеч от равновесното положение.

1. Измерете времето t, за което махалото прави най-малко 20 трептения (едно трептене е отклонение в двете посоки от положението на равновесие).

1. Измерете дължината на окачването на топката l.

1. Използвайки формулата за периода на трептене на математическо махало, изчислете ускорението на свободното падане:

T = 2.π. л; T \u003d _ t _; _t_ = 2.π. л; _ t 2 = 4.π 2 . л

G n n g n 2 g

G = 4. π 2 . л. n2;

(π 2 може да се приеме равно на 10).

1. Запишете резултатите в таблицата:

1. Направете заключение.

Визуализация:

Лабораторна работа номер 5.

"Експериментален тест на закона на Гей-Люсак".

Цел: Разгледайте изобарния процес. Направете заключение за прилагането на закона на Гей-Люсак.

Оборудване: епруветка, чаша гореща вода, чаша студена вода, термометър, линийка.

Работен процес.

1. Поставете тръбата с отворен край в гореща вода, за да затоплите въздуха в тръбата за поне 2-3 минути. Измерете температурата на горещата вода t 1 .
2. Затворете отвора на тръбата с палец, извадете тръбата от водата и я поставете в студена вода, като обърнете тръбата с главата надолу.Внимание! За да предотвратите изтичането на въздух от епруветката, отстранете пръста си от отвора на епруветката само под вода.
3. Оставете епруветката с отворен край надолу в студена вода за няколко минути. Измерете температурата на студената вода t 2 . Наблюдавайте издигането на водата в епруветката.

1. След като спрете надигането, изравнете повърхността на водата в епруветката с повърхността на водата в чашата. Сега налягането на въздуха в епруветката е равно на атмосферното налягане, т.е. условието на изобарния процес P = const е изпълнено. Измерете височината на въздуха в епруветката l 2 .
2. Излейте водата от епруветката и измерете дължината на епруветката l 1 .
3. Проверете прилагането на закона на Гей-Люсак:

V 1 \u003d V 2; V 1 = _ T 1 .

T 1 T 2 V 2 T 2

Съотношението на обемите може да бъде заменено със съотношението на височините на въздушните колони в епруветката:

l 1 = T 1

L 2 T 2

1. Преобразувайте температурата от скалата на Целзий в абсолютната скала: T \u003d t + 273.
2. Запишете резултатите в таблицата:

1. Направете заключение.

Визуализация:

Лабораторна работа No6.

"Измерване на коефициента на повърхностно напрежение".

Цел: Измерете повърхностното напрежение на водата. Направете заключение за съвпадението на получената стойност с референтната стойност.

Оборудване: пипета с деления, чаша вода.

Работен процес.

1. Изтеглете вода в пипета.

1. Капнете водата от пипетата капка по капка. Пребройте броя на капките n, съответстващи на определен обем вода V (например 0,5 cm 3 ) се изсипва от пипетата.

1. Изчислете коефициента на повърхностно напрежение: σ =Ф , където F = m . g; l = π.d

σ = m. g , където m = ρ .V σ = ρ .V. ж

π .d n π .d . н

ρ \u003d 1,0 g / cm 3 - плътност на водата; g = 9,8 m/s 2 - ускорение на гравитацията; pi = 3,14;

d = 2 mm е диаметърът на капковата шийка, равен на вътрешното сечение на върха на пипетата.

1. Запишете резултатите в таблицата:

1. Сравнете получената стойност на коефициента на повърхностно напрежение с референтната стойност: σ ref. = 0,073 N/m.

1. Направете заключение.

Визуализация:

Лабораторна работа номер 7.

„Измерване на модула на еластичност на каучука“.

Цел: Определете модула на еластичност на гумата. Направете заключение за съвпадението на получения резултат с референтната стойност.

Оборудване: статив, парче гумена връв, комплект тежести, владетел.

Работен процес.

1. Закачете гуменото въже със статив. Измерете разстоянието между маркировките на кабела l 0 .
2. Прикрепете тежести към свободния край на кабела. Теглото на товарите е равно на еластичната сила F, която възниква в корда по време на деформация на опън.
3. Измерете разстоянието между маркировките, когато кабелът е деформиран l.

1. Изчислете модула на еластичност на гумата, като използвате закона на Хук: σ = E. ε, където σ =Ф

– механично напрежение, S =π . d2 - площ на напречното сечение на шнура, d - диаметър на шнура,

ε \u003d Δl = (l - l 0) - относително удължаване на жилото.

4 . F=E. (l - l 0 ) E = 4 . Ф. l 0, където π = 3,14; d = 5 mm = 0,005 m.

π . d 2 l π.d 2 .(l –l 0 )

1. Запишете резултатите в таблицата:

1. Сравнете получената стойност на модула на еластичност с референтната стойност:

E ref. = 8 . 10 8 Ра.

1. Направете заключение.

Визуализация:

Лабораторна работа номер 8.

"Изследване на зависимостта на силата на тока от напрежението."

Цел: Конструирайте CVC на метален проводник, използвайте получената зависимост, за да определите съпротивлението на резистора и направете заключение за естеството на CVC.

Оборудване: Батерия от галванични елементи, амперметър, волтметър, реостат, резистор, свързващи проводници.

Работен процес.

1. Вземете показания от амперметъра и волтметъра, като регулирате напрежението на резистора с помощта на реостат. Запишете резултатите в таблица:

У, В
аз, А

1. Според данните от таблицата конструирайте CVC:

аз, А

У, В

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8

1. Определете средните стойности на тока Iav и напрежението Uav от I-V характеристиките.

1. Изчислете съпротивлението на резистора, като използвате закона на Ом:

Uav

R = .

Iav

1. Направете заключение.

Визуализация:

Лабораторна работа номер 9.

"Измерване на съпротивлението на проводник".

Цел: Определете специфичното съпротивление на никеловия проводник, направете заключение за съвпадението на получената стойност с референтната стойност.

Оборудване: Батерия от галванични елементи, амперметър, волтметър, никелова тел, линийка, свързващи проводници.

Работен процес.

1) Сглобете веригата:

А В

3) Измерете дължината на жицата. Запишете резултата в таблица.

R = стр. l / S - съпротивление на проводника; S = стр. д 2 / 4 - площ на напречното сечение на проводника;

р = 3,14. d2. У

4.I. л

г, мм	л, м	У, В	аз, А	ρ, Ом. mm 2 / m
0,50

6) Сравнете получената стойност с референтната стойност на съпротивлението на никелин:

0,42 ома mm2 / m.

7) Направете заключение.

Визуализация:

Лабораторна работа номер 10.

„Изследване на последователно и паралелно свързване на проводници”.

Цел: Направете заключение за прилагането на законите за последователно и паралелно свързване на проводници.

Оборудване : Батерия на галванични елементи, амперметър, волтметър, два резистора, свързващи проводници.

Работен процес.

1) Сглобете веригите: а) с последователни иб) паралелна връзка

Резистори:

А В А В

R 1 R 2 R 1

2) Вземете показания от амперметъра и волтметъра.

R pr \u003d;

A) R tr \u003d R 1 + R 2; б) R 1 .R 2

Rtr = .

(R1 + R2)

Запишете резултатите в таблица:

5) Направете заключение.

Визуализация:

Лабораторна работа номер 11.

„Измерване на ЕДС и вътрешно съпротивление на източник на ток”.

Цел: Измерете EMF и вътрешното съпротивление на източника на ток, обяснете причината за разликата между измерената стойност на EMF и номиналната стойност.

Оборудване: Източник на ток, амперметър, волтметър, реостат, ключ, свързващи проводници.

Работен процес.

1) Сглобете веригата:

А В

2) Вземете показания от амперметъра и волтметъра. Запишете резултатите в таблица.

3 ) Отворете ключа. Вземете показания от волтметъра (emf). Запишете резултата в таблица. Сравнете измерената стойност на ЕМП с номиналната стойност: εном = 4,5 V.

аз (R + r) = ε; аз R+I. r = ε; U+I. r = ε; аз r = ε – U;

ε–U

5) Въведете резултата в таблица:

аз, А	У, В	ε, В	r, ом

6) Направете заключение.

Визуализация:

Лабораторна работа номер 12.

„Наблюдение на действието на магнитно поле върху ток“.

Цел: Задайте посоката на тока в намотката, като използвате лявото правило. Направете заключение от какво зависи посоката на силата на Ампер.

Оборудване: Телна намотка, батерия с галванични елементи, ключ, свързващи проводници, дъгообразен магнит, статив.

Работен процес.

1) Сглобете веригата:

2) Докарайте магнита до намотката без ток. Обяснете наблюдаваното явление.

3) Доведете до намотката с ток първо северния полюс на магнита (N), след това южния полюс (S). Покажете на фигурата относителното положение на бобината и полюсите на магнита, посочете посоката на силата на Ампер, вектора на магнитната индукция и тока в намотката:

4) Повторете експериментите, като промените посоката на тока в намотката:

S S

5 ) Направи заключение.

Визуализация:

Лабораторна работа номер 13.

„Наблюдение на отражението на светлината“.

Цел:наблюдавайте отражението на светлината. Направете извод за прилагането на закона за отражение на светлината.

Оборудване:източник на светлина, прорезен екран, плоско огледало, транспортир, квадрат.

Работен процес.

1. Начертайте права линия, по която поставяте огледалото.

3. Насочете лъч светлина към огледало. Маркирайте инцидента и отразените лъчи с две точки. Чрез свързване на точките изградете падащите и отразените лъчи, в точката на падане възстановете перпендикуляра на равнината на огледалото с пунктирана линия.

1 1’

2 2’

3 3’

α γ

В центъралист).

Използвайте екрана, за да получите тънък лъч светлина.

Насочете лъч светлина към чинията. Маркирайте с две точки падащия лъч и лъча, който излезе от плочата. Чрез свързване на точките построете падащ лъч и изходящ лъч. В точката на падане B възстановете перпендикуляра на равнината на плочата с пунктирана линия. Точка F е точката, където лъчът излиза от плочата. Чрез свързване на точки B и F построете пречупен лъч BF.

А Е

α

IN

β

D C

Ф

4. За да определим коефициента на пречупване, използваме закона за пречупване на светлината:

n=sinα

sinβ

5. Изградете кръгпроизволенрадиус (вземете радиуса на окръжността катоПовече ▼) с център в точка B.
6. Определете точката A на пресечната точка на падащия лъч с окръжността и точката C на пресечната точка на пречупения лъч с окръжността.
7. От точки A и C спуснете перпендикулярите до перпендикуляра на равнината на плочата. Получените триъгълници BAE и BCD са правоъгълни с равни хипотенузи BA и BC (радиус на окръжността).
8. С помощта на решетката вземете изображения на спектрите на екрана; за това погледнете нишката на лампата през процепа на екрана.

1макс

б

φ а

0 максимум (пропуск)

дифракционен

решеткаб

1макс

екран

3. С помощта на линийката на екрана измерете разстоянието от прореза до червения максимум от първия ред.
4. Направете подобно измерване за лилавия максимум от първа поръчка.
5. Изчислете дължините на вълната, съответстващи на червения и виолетовия край на спектъра, като използвате уравнението на дифракционната решетка: d. sin φ = k. λ, където d е периодът на дифракционната решетка.

d=1 mm = 0,01 mm = 1. 10-2 мм = 1. 10-5 m; k = 1; sin φ = tg φ =а(за малки ъгли).

100b

λ = d.b

но

6. Сравнете получените резултати с референтните стойности: λk = 7,6. 10-7 m; λf = 4,.0 . 10

   Лабораторна работа номер 16.

   „Наблюдение на линейни спектри“.

   Цел:наблюдават и рисуват спектрите на инертните газове. Направете заключение за съвпадението на получените изображения на спектрите със стандартните изображения.

   Оборудване:захранване, високочестотен генератор, спектрални тръби, стъклена пластина, цветни моливи.

   Работен процес.

   1. Придобийте изображение на водородния спектър. За да направите това, разгледайте светлинния канал на спектралната тръба през неуспоредните лица на стъклената плоча.
   2. Начертайте спектъраводород (H):

   400 600 800 nm

   3. Придобийте и начертайте спектралните изображения по същия начин:

   криптон (Kr)

   400 600 800 nm

   хелий (Той)

   400 600 800 nm

   неон (Ne)

   1. Преведете следите на частиците в бележника (през стъклото),поставяйки ги в ъглите на страницата.
   2. Определете радиусите на кривина на коловозите Rаз, РII, РIII, РIV. За да направите това, начертайте две акорди от една точка на траекторията, изградетесреденперпендикулярно на хордите. Точката на пресичане на перпендикулярите е центърът на кривината на пътека O. Измерете разстоянието от центъра до дъгата. Запишете получените стойности в таблицата.

   Р Р

   ОТНОСНО

   3. Определете специфичния заряд на частицата, като го сравните със специфичния заряд на протона H11 q = 1.

   м

   Заредена частица в магнитно поле се влияе от силата на Лоренц: Fl = q. B.v. Тази сила придава центростремително ускорение на частицата: q. б. v = m.v2 qпропорционална1 .

   Р м Р

   -

   1,00

   II

   Деутерон Н12

   0,50

   III

   Тритон Н13

   0,33

   IV

   α е He частица24

   0,50

   5. Направете заключение.