Vizualinė fizika. Laboratoriniai darbai Fizikos laboratorinių darbų sprendimas

1 laboratorija

Kūno judėjimas apskritime, veikiamas gravitacijos ir elastingumo.

Tikslas: patikrinkite antrojo Niutono dėsnio pagrįstumą kūno judėjimui apskritimu veikiant keletui.

1) svarelis, 2) sriegis, 3) trikojis su sankaba ir žiedu, 4) popieriaus lapas, 5) matavimo juosta, 6) laikrodis su antra rodykle.

Teorinis pagrindimas

Eksperimentinę sąranką sudaro apkrova, pririšta ant sriegio prie trikojo žiedo (1 pav.). Ant stalo po švytuokle padedamas popieriaus lapas, ant kurio nupieštas 10 cm spindulio apskritimas Centras O apskritimas yra vertikalioje padėtyje po pakabos tašku Į švytuoklė. Kai apkrova juda išilgai lape parodyto apskritimo, sriegis apibūdina kūginį paviršių. Todėl tokia švytuoklė vadinama kūginis.

Projektuojame (1) į koordinačių ašis X ir Y .

(X), (2)

(Y), (3)

kur yra sriegio suformuotas kampas su vertikale.

Išreikškite iš paskutinės lygties

ir pakeiskite į (2) lygtį. Tada

Jei cirkuliacijos laikotarpis T Švytuoklė aplink K spindulio apskritimą žinoma iš eksperimentinių duomenų

apsisukimo periodą galima nustatyti matuojant laiką t , kuriam švytuoklė daro N revoliucijos:

Kaip matyti iš 1 pav.

, (7)

1 pav

2 pav

kur h =Gerai – atstumas nuo pakabos taško Į į apskritimo centrą O .

Atsižvelgiant į (5) - (7) formules, lygybė (4) gali būti pavaizduota kaip

. (8)

Formulė (8) yra tiesioginė antrojo Niutono dėsnio pasekmė. Taigi pirmasis būdas patikrinti antrojo Niutono dėsnio galiojimą yra eksperimentinis kairiosios ir dešiniosios lygybės dalių tapatumas (8).

Jėga suteikia švytuoklei įcentrinį pagreitį

Atsižvelgiant į (5) ir (6) formules, antrasis Niutono dėsnis turi formą

. (9)

Jėga F matuojamas dinamometru. Švytuoklė atitraukiama iš pusiausvyros padėties atstumu, lygiu apskritimo spinduliui R , ir paimkite dinamometro rodmenis (2 pav.) Krovinio svoris m manoma, kad žinoma.

Todėl kitas būdas patikrinti antrojo Niutono dėsnio galiojimą yra eksperimentinis kairiosios ir dešiniosios lygybės dalių tapatumas (9).

darbo tvarka

Surinkite eksperimentinę sąranką (žr. 1 pav.), pasirinkdami apie 50 cm švytuoklės ilgį.

Ant popieriaus lapo nubrėžkite apskritimą su spinduliu R = 10 s m.

Padėkite popieriaus lapą taip, kad apskritimo centras būtų po vertikaliu švytuoklės pakabos tašku.

išmatuoti atstumą h tarp pakabos taško Į ir apskritimo centras O matavimo juostos.

h =

5. Kūginę švytuoklę važiuokite išilgai nubrėžto apskritimo pastoviu greičiu. matuoti laiką t , kurio metu švytuoklė padaro N = 10 apsisukimų.

t =

6. Apskaičiuokite apkrovos įcentrinį pagreitį

Apskaičiuoti

Išvada.

2 laboratorija

Boyle-Mariotte dėsnio patvirtinimas

Tikslas: eksperimentiškai patikrinkite Boyle-Mariotte dėsnį, palygindami dujų parametrus dviejose termodinaminėse būsenose.

Įranga, matavimo priemonės: 1) prietaisas dujų dėsniams tirti, 2) barometras (po vieną kiekvienai klasei), 3) laboratorinis trikojis, 4) milimetrinio popieriaus juostelė, kurios matmenys 300 * 10 mm, 5) matavimo juosta.

Teorinis pagrindimas

Boyle-Mariotte dėsnis apibrėžia ryšį tarp tam tikros masės dujų slėgio ir tūrio esant pastoviai dujų temperatūrai. Įsitikinti šio įstatymo teisingumu arba lygybe

(1)

pakankamai išmatuoti slėgįp 1 , p 2 dujos ir jų tūrisV 1 , V 2 atitinkamai pradinėje ir galutinėje būsenose. Įstatymo tikrinimo tikslumo padidėjimas pasiekiamas atėmus sandaugą iš abiejų lygybės pusių (1). Tada formulė (1) atrodys taip

(2)

arba

(3)

Dujų dėsnių tyrimo prietaisą sudaro du stikliniai 1 ir 2 50 cm ilgio vamzdžiai, sujungti vienas su kitu 3 1 m ilgio gumine žarna, plokštė su spaustukais 4, kurių matmenys 300 * 50 * 8 mm, ir kamštis 5 (pav. 1, a). Ant 4 plokštės tarp stiklinių vamzdelių pritvirtinama milimetrinio popieriaus juostelė. Vamzdis 2 nuimamas nuo prietaiso pagrindo, nuleidžiamas žemyn ir pritvirtinamas prie trikojo 6 kojelės. Guminė žarna pripildoma vandens. Atmosferos slėgis matuojamas barometru mm Hg. Art.

Kai kilnojamasis vamzdis yra fiksuotas pradinėje padėtyje (1 pav., b), cilindrinį dujų tūrį fiksuotame vamzdyje 1 galima rasti pagal formulę

, (4)

kur S yra vamzdžio 1u skerspjūvio plotas

Pradinis dujų slėgis jame, išreikštas mm Hg. Art., yra atmosferos slėgio ir vandens stulpelio aukščio slėgio 2 vamzdyje suma:

mmHg. (5).

kur - vandens lygių skirtumas vamzdeliuose (mm.). (5) formulėje atsižvelgiama į tai, kad vandens tankis yra 13,6 karto mažesnis už gyvsidabrio tankį.

Kai vamzdis 2 pakeliamas ir fiksuojamas galutinėje padėtyje (1 pav., c), dujų tūris vamzdyje 1 sumažėja:

(6)

kur yra oro stulpelio ilgis fiksuotame vamzdyje 1.

Galutinis dujų slėgis nustatomas pagal formulę

mm. rt. Art. (7)

Pradinių ir galutinių dujų parametrų pakeitimas į (3) formulę leidžia Boyle-Mariotte dėsnį pavaizduoti formoje

(8)

Taigi Boyle-Mariotte dėsnio pagrįstumo patikrinimas sumažinamas iki eksperimentinio kairiosios L 8 ir dešinės P 8 lygybės dalių tapatumo patikrinimo (8).

Darbo tvarka

7.Išmatuokite vandens lygių skirtumą vamzdeliuose.

Pakelkite kilnojamąjį vamzdelį 2 dar aukščiau ir pritvirtinkite (žr. 1 pav., c).

Pakartokite oro stulpelio 1 vamzdyje ilgio ir vandens lygių skirtumo vamzdeliuose matavimus. Užrašykite matavimo rezultatus.

10. Išmatuokite atmosferos slėgį barometru.

11. Apskaičiuokite lygybės (8) kairę pusę.

Apskaičiuokite lygybės (8) dešinę pusę.

13. Patikrinkite lygybę (8)

IŠVADA:

4 laboratorija

Mišraus laidininkų sujungimo tyrimas

Tikslas : eksperimentiškai tirti mišraus laidininkų jungties charakteristikas.

Įranga, matavimo priemonės: 1) maitinimo šaltinis, 2) raktas, 3) reostatas, 4) ampermetras, 5) voltmetras, 6) jungiamieji laidai, 7) trys laidų rezistoriai, kurių varžos yra 1, 2 ir 4 omai.

Teorinis pagrindimas

Daugelis elektros grandinių naudoja mišrų laidų jungtį, kuri yra nuosekliųjų ir lygiagrečių jungčių derinys. Paprasčiausia mišrios varžos jungtis = 1 omai, = 2 omai, = 4 omai.

a) Rezistoriai R 2 ir R 3 sujungti lygiagrečiai, todėl varža tarp taškų 2 ir 3

b) Be to, esant lygiagrečiam jungimui, bendra srovė, tekanti į 2 mazgą, yra lygi iš jo tekančių srovių sumai.

c) Atsižvelgiant į tai, kad pasipriešinimasR 1 ir lygiavertė varža yra sujungti nuosekliai.

, (3)

ir visa grandinės varža tarp 1 ir 3 taškų.

.(4)

Elektros grandinė, skirta mišrios laidininkų jungties charakteristikoms tirti, susideda iš maitinimo šaltinio 1, prie kurio per raktą yra prijungtas reostatas 3, ampermetras 4 ir trijų laidų rezistorių R 1, R 2 ir R 3 mišrus jungtis. 2. Voltmetras 5 matuoja įtampą tarp skirtingų grandinės taškų porų. Elektros grandinės schema parodyta 3 pav. Vėlesni srovės ir įtampos matavimai elektros grandinėje leis patikrinti ryšius (1) - (4).

Srovės matavimaiašteka per rezistoriųR1, o potenciali lygybė leidžia nustatyti pasipriešinimą ir palyginti jį su nurodyta verte.

. (5)

Atsparumą galima rasti pagal Ohmo dėsnį, išmatuojant potencialų skirtumą voltmetru:

.(6)

Šį rezultatą galima palyginti su reikšme, gauta pagal (1) formulę. (3) formulės galiojimas tikrinamas papildomu matavimu, naudojant įtampos voltmetrą (tarp 1 ir 3 taškų).

Šis matavimas taip pat leis įvertinti pasipriešinimą (tarp 1 ir 3 taškų).

.(7)

Eksperimentinės varžų vertės, gautos pagal (5) - (7) formules, turi tenkinti santykį 9;) tam tikram mišriam laidininkų sujungimui.

Darbo tvarka

Surinkite elektros grandinę

3. Užrašykite srovės matavimo rezultatą.

4. Prijunkite voltmetrą prie 1 ir 2 taškų ir išmatuokite įtampą tarp šių taškų.

5.Užrašykite įtampos matavimo rezultatą

6. Apskaičiuokite varžą.

7. Užrašykite varžos matavimo rezultatą = ir palyginkite jį su rezistoriaus varža = 1 omas

8. Prijunkite voltmetrą prie 2 ir 3 taškų ir išmatuokite įtampą tarp šių taškų

patikrinkite (3) ir (4) formulių pagrįstumą.

Om

Išvada:

Eksperimentiškai ištyrėme mišraus laidininkų sujungimo charakteristikas.

Patikrinkime:

Papildoma užduotis.Įsitikinkite, kad kai laidai yra sujungti lygiagrečiai, lygybė yra teisinga:

Om

Om

2 kursas.

1 laboratorija

Elektromagnetinės indukcijos reiškinio tyrimas

Tikslas: eksperimentiškai įrodykite Lenco taisyklę, kuri nustato srovės kryptį elektromagnetinės indukcijos metu.

Įranga, matavimo priemonės: 1) lankinis magnetas, 2) ritė-ritė, 3) miliametras, 4) strypinis magnetas.

Teorinis pagrindimas

Pagal elektromagnetinės indukcijos dėsnį (arba Faradėjaus-Maksvelo dėsnį), elektromagnetinės indukcijos EML E i uždaroje kilpoje yra skaičiais lygus ir priešingas magnetinio srauto kitimo greičiui F per paviršių, kurį riboja šis kontūras.

E i \u003d - F'

Norint nustatyti indukcinio EMF ženklą (ir atitinkamai indukcijos srovės kryptį) grandinėje, ši kryptis lyginama su pasirinkta grandinės apėjimo kryptimi.

Indukcinės srovės kryptis (taip pat ir indukcinio EMF dydis) laikoma teigiama, jei sutampa su pasirinkta grandinės apėjimo kryptimi, ir laikoma neigiama, jei ji yra priešinga pasirinktai grandinės apėjimo krypčiai. Mes naudojame Faradėjaus-Maksvelo dėsnį, norėdami nustatyti indukcijos srovės kryptį apskritoje vielos kilpoje su plotu S 0 . Manome, kad iš pradžių t 1 =0 magnetinio lauko indukcija ritės srityje lygi nuliui. Kitą akimirką t 2 = ritė juda į magnetinio lauko sritį, kurios indukcija nukreipta statmenai ritės plokštumai į mus (1 pav. b)

Kontūro apėjimo krypčiai pasirinksime kryptį pagal laikrodžio rodyklę. Pagal gimleto taisyklę kontūro ploto vektorius bus nukreiptas nuo mūsų statmenai kontūro sričiai.

Magnetinis srautas, prasiskverbiantis į grandinę pradinėje ritės padėtyje, yra lygus nuliui (=0):

Magnetinis srautas galutinėje ritės padėtyje

Magnetinio srauto pokytis per laiko vienetą

Taigi indukcinis emf pagal (1) formulę bus teigiamas:

E i =

Tai reiškia, kad indukcijos srovė grandinėje bus nukreipta pagal laikrodžio rodyklę. Atitinkamai, pagal kilpos srovių taisyklę, tokios ritės ašies indukcija bus nukreipta prieš išorinio magnetinio lauko indukciją.

Pagal Lenzo taisyklę, indukcijos srovė grandinėje yra tokios krypties, kad jos sukuriamas magnetinis srautas per grandinės ribojamą paviršių neleidžia keisti magnetinio srauto, kuris sukėlė šią srovę.

Indukcinė srovė stebima ir tada, kai išorinis magnetinis laukas stiprinamas ritės plokštumoje, jos nejudinant. Pavyzdžiui, strypo magnetui judant į ritę, padidėja išorinis magnetinis laukas ir į jį prasiskverbiantis magnetinis srautas.

Kontūro kryptis

F 1

F 2

ξ i

(ženklas)

(pvz.)

Aš A

B 1 S 0

B 2 S 0

-(B2-B1)S 0<0

15 mA

Darbo tvarka

1. Ritė – uterus 2 (žr. 3 pav.) jungiasi prie miliampermetro gnybtų.

2. Įkiškite lankinio magneto šiaurinį polių į ritę išilgai jo ašies. Vėlesniuose eksperimentuose perkelkite magneto polius iš tos pačios ritės pusės, kurios padėtis nesikeičia.

Patikrinkite eksperimento rezultatų atitikimą 1 lentelei.

3. Iš ritės nuimkite lankinio magneto šiaurinį polių. Eksperimento rezultatus pateikite lentelėje.

Kontūro kryptis išmatuokite stiklo lūžio rodiklį plokštumai lygiagrečia plokštele.

Įranga, matavimo priemonės: 1) plokštumai lygiagreti plokštė su nuožulniais kraštais, 2) matavimo liniuotė, 3) studento kvadratas.

Teorinis pagrindimas

Lūžio rodiklio matavimo metodas naudojant plokštumai lygiagrečią plokštę yra pagrįstas tuo, kad pluoštas, praėjęs per plokštumai lygiagrečią plokštę, palieka ją lygiagrečiai kritimo krypčiai.

Pagal lūžio dėsnį terpės lūžio rodiklis

Skaičiavimui ir ant popieriaus lapo nubrėžiamos dvi lygiagrečios linijos AB ir CD 5-10 mm atstumu viena nuo kitos ir ant jų uždedama stiklo plokštė taip, kad jos lygiagrečios pusės būtų statmenos šioms linijoms. Su tokiu plokštelės išdėstymu lygiagrečios tiesios linijos nepasislenka (1 pav., a).

Akis padedama stalo lygyje ir, laikantis tiesių AB ir CD per stiklą, plokštelė sukama aplink vertikalią ašį prieš laikrodžio rodyklę (1 pav., b). Sukasi tol, kol atrodo, kad spindulio QC yra BM ir MQ tęsinys.

Norėdami apdoroti matavimo rezultatus, pieštuku nubrėžkite plokštelės kontūrus ir nuimkite ją nuo popieriaus. Per tašką M į lygiagrečius plokštės paviršius nubrėžta statmena O 1 O 2 ir tiesė MF.

Tada tiesiose linijose BM ir MF atidedamos lygios atkarpos ME 1 \u003d ML 1, o statmenai L 1 L 2 ir E 1 E 2 nuleidžiami kvadratu nuo taškų E 1 ir L 1 iki tiesės O 1 O. 2. Iš stačiųjų trikampių L

a) pirmiausia nukreipkite lygiagrečius plokštės paviršius statmenai AB ir CD. Įsitikinkite, kad lygiagrečios linijos nejuda.

b) padėkite akį stalo lygyje ir, vadovaudamiesi linijomis AB ir CD per stiklą, pasukite plokštę aplink vertikalią ašį prieš laikrodžio rodyklę, kol spindulys QC pasirodys kaip BM ir MQ tęsinys.

2. Pieštuku apibraukite lėkštės kontūrus, tada nuimkite nuo popieriaus.

3. Per tašką M (žr. 1 pav., b) lygiagretiesiems plokštės paviršiams nubrėžkite statmeną O 1 O 2 ir kvadratu tiesę MF (MQ tęsinys).

4. Centruodami taške M, nubrėžkite savavališko spindulio apskritimą, pažymėkite taškus L 1 ir E 1 tiesiose BM ir MF linijose (ME 1 \u003d ML 1)

5. Kvadratu nuleiskite statmenis nuo taškų L 1 ir E 1 iki tiesės O 1 O 2.

6. Liniuote išmatuokite atkarpų L 1 L 2 ir E 1 E 2 ilgį.

7. Apskaičiuokite stiklo lūžio rodiklį pagal 2 formulę.

Rusijos Federacijos švietimo ir mokslo ministerija

Federalinė valstybinė biudžetinė aukštojo profesinio mokymo įstaiga

Tambovo valstybinis technikos universitetas

V.B. VYAZOVOV, O.S. DMITRIJEVAS. A.A. EGOROVAS, S.P. KUDRYAVTSEV, A.M. PODCAURO

MECHANIKA. VIRPĖJIMAI IR BANGOS. HIDRODINAMIKA. ELEKTROSTATIKA

Dirbtuvės dieninės pirmo kurso ir neakivaizdinės katedros antro kurso studentams

visos inžinerinio ir techninio profilio specialybės

Tambovas

UDC 53(076.5)

R e n s e n t s:

Fizinių ir matematikos mokslų daktaras, profesorius, vadovas. FGBOU VPO Bendrosios fizikos katedra „TSU pavadintas I.I. G.R. Deržavinas“

V.A. Fiodorovas

Tarptautinio informacijos Nobelio centro (INC) prezidentas, technikos mokslų daktaras, profesorius

V.M. Tyutyunnik

Vyazovovas, V.B.

B991 Fizika. Mechanika. Vibracijos ir bangos. Hidrodinamika. Elektrostatika: dirbtuvės / V.B. Vyazovovas, O.S. Dmitrijevas, A.A. Egorovas, S.P. Kudrjavcevas, A.M. Podkauro. - Tambovas: FGBOU VPO leidykla

"TGTU", 2011. - 120 p. – 150 egz. – ISBN 978-5-8265-1071-1.

Pateikiamos temos, užduotys ir gairės, kaip atlikti laboratorinius darbus kurso apimtyje, prisidedant prie nagrinėjamos medžiagos įsisavinimo, įtvirtinimo ir žinių patikrinimo.

Skirta visų inžinerinio techninio profilio specialybių korespondencinio skyriaus pirmo kurso dieninių ir antro kurso studentams.

UDC 53(076.5)

ĮVADAS

Fizika yra tikslus mokslas. Jis pagrįstas eksperimentu. Eksperimento pagalba patikrinamos fizikos mokslo teorinės pozicijos, o kartais tai yra pagrindas kuriant naujas teorijas. Mokslinis eksperimentas kilo iš „Galileo“. Didysis italų mokslininkas Galilėjus Galilėjus (1564 – 1642), mėtydamas tokio pat dydžio ketaus ir medinius rutulius iš nuožulnaus bokšto Pizoje, paneigia Aristotelio mokymą, kad krintančių kūnų greitis yra proporcingas gravitacijai. „Galileo“ žaidime kamuoliukai nukrenta į bokšto pagrindą beveik vienu metu, o greičio skirtumą jis priskyrė oro pasipriešinimui. Šie eksperimentai turėjo didelę metodologinę reikšmę. Juose „Galileo“ aiškiai parodė, kad norint iš patirties gauti mokslines išvadas, būtina pašalinti šalutines aplinkybes, trukdančias gauti atsakymą į gamtai užduotą klausimą. Patirtyje reikia matyti pagrindinį dalyką, kad būtų galima abstrahuotis nuo faktų, kurie nėra esminiai tam tikram reiškiniui. Todėl Galilėjus paėmė tos pačios formos ir tokio pat dydžio kūnus, kad sumažintų pasipriešinimo jėgų įtaką. Jį atitraukė begalė kitų aplinkybių: oro būklės, paties eksperimentuotojo būsenos, temperatūros, išmestų kūnų cheminės sudėties ir pan. Paprastas Galilėjaus eksperimentas iš esmės buvo tikroji eksperimentinio mokslo pradžia. Tačiau tokie puikūs mokslininkai kaip Galilėjus, Niutonas, Faradėjus buvo puikūs pavieniai mokslininkai, kurie patys ruošė savo eksperimentus, gamino jiems prietaisus ir nelankė laboratorinių seminarų universitetuose.

Jo tiesiog nebuvo. XIX amžiaus vidurio fizikos, technologijų ir pramonės raida paskatino suvokti fizikų rengimo svarbą. Tuo metu išsivysčiusiose Europos ir Amerikos šalyse buvo kuriamos fizinės laboratorijos, kurių vadovai buvo žinomi mokslininkai. Taigi garsiojoje Cavendish laboratorijoje pirmuoju vadovu tampa elektromagnetinės teorijos įkūrėjas Jamesas Clerkas Maxwellas. Šiose laboratorijose numatyti privalomi fizikos seminarai, atsiranda pirmieji laboratoriniai seminarai, tarp jų žinomi Kohlrauscho dirbtuvės Berlyno universitete, Glazebrook ir Shaw dirbtuvės Cavendish laboratorijoje. Kuriamos fizinių instrumentų dirbtuvės

ir laboratorinė įranga. Laboratorinės praktikos įvedamos ir aukštosiose technikos institucijose. Visuomenė mato eksperimentinės ir teorinės fizikos mokymo svarbą ir fizikams, ir inžinieriams. Nuo to laiko fizinis seminaras tapo privaloma ir neatsiejama gamtos mokslų ir technikos specialybių studentų mokymo programų dalimi visose aukštosiose institucijose. Deja, reikia pastebėti, kad mūsų laikais, nepaisant iš pažiūros gerovės aprūpinant universitetų fizines laboratorijas, techninio profilio, ypač provincijos, universitetams dirbtuvių visiškai neužtenka. Nukopijuoti didmiesčių universitetų fizikos katedrų laboratorinius darbus provincijos technikos universitetams yra tiesiog neįmanoma dėl jų nepakankamo finansavimo ir skiriamų valandų skaičiaus. Pastaruoju metu vyrauja tendencija nuvertinti fizikos vaidmens svarbą rengiant inžinierius. Mažinamas paskaitų ir laboratorinių valandų skaičius. Dėl nepakankamo finansavimo neįmanoma sukurti daugelio kompleksų

ir brangios dirbtuvės. Jų pakeitimas virtualiais darbais neturi tokio auklėjamojo poveikio, kaip dirbant tiesiogiai su mašinomis laboratorijoje.

Siūlomas seminaras apibendrina ilgametę patirtį rengiant laboratorinius darbus Tambovo valstybiniame technikos universitete. Seminaras apima matavimo paklaidų teoriją, mechanikos, virpesių ir bangų, hidrodinamikos ir elektrostatikos laboratorinius darbus. Autoriai tikisi, kad siūlomas leidinys užpildys spragą aprūpinant technines aukštąsias mokyklas metodine literatūra.

1. KLAIDOS TEORIJA

FIZINIŲ KIEKIŲ MATAVIMAS

Fizika pagrįsta matavimais. Išmatuoti fizinį dydį reiškia lyginti jį su vienalyčiu dydžiu, imamu matavimo vienetu. Pavyzdžiui, kūno masę lyginame su virdulio mase, kuri yra apytikslė masės standarto, saugomo Paryžiaus svorių ir matų rūmuose, kopija.

Tiesioginiai (neatidėliotini) matavimai yra tokie matavimai, kurių metu mes gauname išmatuoto dydžio skaitinę vertę, naudodami prietaisus, sukalibruotus išmatuoto dydžio vienetais.

Tačiau toks palyginimas ne visada atliekamas tiesiogiai. Daugeliu atvejų matuojamas ne mus dominantis kiekis, o kiti dydžiai, susieti su juo tam tikrais ryšiais ir modeliais. Šiuo atveju, norint išmatuoti reikiamą kiekį, pirmiausia reikia išmatuoti keletą kitų dydžių, pagal kurių vertę skaičiavimo būdu nustatoma norimo dydžio vertė. Toks matavimas vadinamas netiesioginiu.

Netiesioginius matavimus sudaro tiesioginiai vieno ar kelių dydžių, susietų su kiekybiniu ryšiu nustatomu kiekiu, matavimai ir kiekio, kuris turi būti nustatytas pagal šiuos duomenis, apskaičiavimas. Pavyzdžiui, cilindro tūris apskaičiuojamas pagal formulę:

V \u003d π D 2 H, kur D ir H matuojami tiesioginiu metodu (slankmačiu). 4

Matavimo procesą sudaro norimos vertės ir matavimo paklaidos radimas.

Matavimo klaidų atsiradimo priežasčių yra daug. Matavimo objekto ir prietaiso sąlytis lemia objekto deformaciją ir dėl to matavimo netikslumus. Pats prietaisas negali būti visiškai tikslus. Matavimų tikslumą įtakoja išorinės sąlygos, tokios kaip temperatūra, slėgis, drėgmė, vibracijos, triukšmas, paties eksperimentuotojo būsena ir daugelis kitų priežasčių. Žinoma, technologinė pažanga pagerins instrumentus ir padarys juos tikslesnius. Tačiau tikslumo padidėjimui yra riba. Yra žinoma, kad mikrokosmose veikia neapibrėžtumo principas, todėl neįmanoma vienu metu tiksliai išmatuoti objekto koordinačių ir greičio.

Šiuolaikinis inžinierius turi mokėti įvertinti matavimo rezultatų paklaidą. Todėl didelis dėmesys skiriamas matavimo rezultatų apdorojimui. Supažindinimas su pagrindiniais klaidų skaičiavimo metodais yra viena iš svarbių laboratorijos dirbtuvių užduočių.

Klaidos skirstomos į sistemines, praleistas ir atsitiktines.

Sistemingas klaidos gali būti siejamos su instrumento klaidomis (neteisinga skalė, netolygiai išsitempusi spyruoklė, pasislinkusi instrumento rodyklė, netolygus mikrometrinio sraigto žingsnis, nevienodos skalės svirties ir kt.). Eksperimentų metu jie išlaiko savo dydį ir eksperimentuotojas turi į juos atsižvelgti.

Praleidimai yra didelės klaidos, atsirandančios dėl eksperimentatoriaus klaidos arba įrangos gedimo. Reikėtų vengti grubių klaidų. Jei nustatoma, kad jie įvyko, atitinkamus matavimus reikia atmesti.

Atsitiktinės klaidos. Kartodami tuos pačius matavimus vėl ir vėl pastebėsite, kad gana dažnai jų rezultatai nėra visiškai lygūs vienas kitam. Klaidos, kurių dydis ir požymis keičiasi nuo patirties iki patirties, vadinamos atsitiktinėmis. Atsitiktines klaidas eksperimentuotojas nevalingai įveda dėl jutimo organų netobulumo, atsitiktinių išorinių veiksnių ir kt. Jei kiekvieno atskiro matavimo paklaida iš esmės nenuspėjama, tada jie atsitiktinai keičia išmatuoto dydžio reikšmę. Atsitiktinės paklaidos yra statistinio pobūdžio ir apibūdinamos tikimybių teorija. Šias paklaidas galima įvertinti tik statistiškai apdorojant kelis ieškomos vertės matavimus.

TIESIOGINĖS MATAVIMO KLAIDOS

Atsitiktinės klaidos. Vokiečių matematikas Gaussas gavo normalaus pasiskirstymo dėsnį, kuriame buvo atsitiktinių klaidų.

Gauso metodas gali būti taikomas labai daugybei matavimų. Atliekant baigtinį matavimų skaičių, matavimo paklaidos randamos pagal Stjudento skirstinį.

Matuodami mes siekiame rasti tikrąją dydžio reikšmę, o tai neįmanoma. Tačiau iš klaidų teorijos išplaukė, kad matavimų aritmetinis vidurkis yra linkęs į tikrąją išmatuoto dydžio vertę. Taigi atlikome N X reikšmės matavimų ir gavome keletą reikšmių: X 1 , X 2 , X 3 , …, X i . X aritmetinis vidurkis bus lygus:

∑X i

X \u003d i \u003d 0.

Raskime matavimo paklaidą ir tada tikrasis mūsų matavimų rezultatas bus intervale: vidutinė vertės reikšmė plius paklaida - vidutinė vertė minus paklaida.

Yra absoliučios ir santykinės matavimo paklaidos. Absoliuti klaida vadinamas skirtumu tarp vidutinės kiekio reikšmės ir iš patirties rastos vertės.

Xi = |		− X i | .

Vidutinė absoliuti paklaida yra lygi absoliučių paklaidų aritmetiniam vidurkiui:

∑X i

				i = 1
	Santykinė klaida vadinamas vidutinio abso santykiu

liutnios paklaida iki vidutinės išmatuoto dydžio X reikšmės. Ši klaida paprastai imama procentais:

E = X 100 %.

Vidutinė kvadratinė paklaida arba kvadratinis nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio apskaičiuojamas pagal formulę:

			X ir 2
		N (N – 1)

kur N yra matavimų skaičius. Atlikus nedidelį skaičių matavimų, absoliučią atsitiktinę paklaidą galima apskaičiuoti pagal vidutinę kvadratinę paklaidą S ir tam tikrą koeficientą τ α (N), vadinamą koeficientu.

Studento entom:

X s = τ α , N S .

Stjudento koeficientas priklauso nuo matavimų skaičiaus N ir patikimumo koeficiento α . Lentelėje. 1 parodyta Stjudento koeficiento priklausomybė nuo matavimų skaičiaus esant fiksuotai patikimumo koeficiento vertei. Patikimumo koeficientas α – tai tikimybė, su kuria tikroji išmatuoto dydžio reikšmė patenka į pasikliautinąjį intervalą.

Pasitikėjimo intervalas [ X cf − X ; X cp + X ] yra skaitmeninis tarpinis

velenas, į kurį su tam tikra tikimybe patenka tikroji išmatuoto dydžio vertė.

Taigi Stjudento koeficientas yra skaičius, iš kurio reikia padauginti vidutinę kvadratinę paklaidą, kad būtų užtikrintas duotas rezultato patikimumas tam tikram matavimų skaičiui.

Kuo didesnis patikimumas reikalingas tam tikram matavimų skaičiui, tuo didesnis Stjudento koeficientas. Kita vertus, kuo didesnis matavimų skaičius, tuo mažesnis tam tikro patikimumo Studento koeficientas. Savo cecho laboratoriniame darbe laikysime pateikiamą patikimumą, lygų 0,95. Studento koeficientų skaitinės vertės su šiuo patikimumu skirtingam matavimų skaičiui pateiktos lentelėje. vienas.

1 lentelė

Matavimų skaičius N

Koeficientas

Mokinio t α (N )

Reikia pažymėti,

Studento metodas naudojamas tik

tiesioginių vienodų matavimų skaičiavimas. Lygiavertis -

tai tokie ismatavimai

atliekama tuo pačiu metodu, tomis pačiomis sąlygomis ir tokiu pat rūpestingumu.

Sisteminės klaidos. Sisteminės klaidos natūraliai keičia išmatuoto dydžio vertes. Prietaisais atliekant matavimus įvestas paklaidas lengviausia įvertinti, jei jos yra susijusios su pačių prietaisų konstrukcinėmis ypatybėmis. Šios klaidos nurodytos įrenginių pasuose. Kai kurių įrenginių klaidas galima įvertinti neatsižvelgiant į pasą. Daugeliui elektrinių matavimo priemonių jų tikslumo klasė nurodoma tiesiai ant skalės.

Prietaiso tikslumo klasė g yra prietaiso absoliučios paklaidos X pr ir didžiausios išmatuotos vertės X max vertės santykis,

kurią galima nustatyti naudojant šį įrenginį (tai yra sisteminė santykinė šio įrenginio paklaida, išreikšta vardinės skalės X max procentais).

g \u003d D X pr × 100%.

Xmax

Tada tokio įrenginio absoliuti paklaida X pr nustatoma pagal ryšį:

D X pr \u003d g X max.

Elektriniams matavimo prietaisams buvo įvestos 8 tikslumo klasės:

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

Kuo išmatuota vertė arčiau vardinės vertės, tuo tikslesnis bus matavimo rezultatas. Didžiausias tikslumas (ty mažiausia santykinė paklaida), kurį gali suteikti tam tikra priemonė, yra lygus tikslumo klasei. Į šią aplinkybę reikia atsižvelgti naudojant daugialypius instrumentus. Skalė turi būti parinkta taip, kad išmatuota vertė, esanti skalės ribose, būtų kuo artimesnė vardinei vertei.

Jei įrenginio tikslumo klasė nenurodyta, reikia laikytis šių taisyklių:

− Absoliuti prietaisų su nonija paklaida lygi nonijaus tikslumui.

− Įtaisų su fiksuotu rodyklės žingsniu absoliuti paklaida yra lygi padalijimo vertei.

− Absoliuti skaitmeninių prietaisų paklaida yra lygi minimalaus skaitmens vienetui.

− Visoms kitoms priemonėms absoliuti paklaida laikoma lygi pusei mažiausio instrumento skalės padalos kainos.

Skaičiavimų paprastumo sumetimais įprasta bendrą absoliučią paklaidą vertinti kaip absoliutų atsitiktinių ir absoliutų sisteminių (instrumentinių) klaidų sumą, jei paklaidos yra tos pačios eilės, o vienos iš klaidų nepaisyti, jei ji didesnė. nei eilės tvarka (10 kartų) mažesnė už kitą.

Kadangi matavimo rezultatas pateikiamas kaip reikšmių intervalas, kurio reikšmę lemia bendra absoliuti paklaida, svarbus teisingas rezultato ir paklaidos apvalinimas.

Apvalinimas prasideda absoliučia klaida. Reikšminių skaitmenų skaičius, kuris paliekamas paklaidos reikšmėje, paprastai priklauso nuo patikimumo koeficiento ir matavimų skaičiaus. Atkreipkite dėmesį, kad reikšmingi skaičiai laikomi patikimai nustatytais skaičiais matavimo rezultato įraše. Taigi rekorde 23,21 turime keturis reikšmingus skaičius, o rekorde 0,063 - du, o 0,345 - tris, o rekorduose 0,006 - vieną. Atliekant matavimus ar skaičiavimus, galutiniame atsakyme neturėtų būti įrašyta daugiau simbolių, nei yra mažiausiai tiksliai išmatuotoje vertėje. Pavyzdžiui, stačiakampio, kurio kraštinių ilgis yra 11,3 ir 6,8 cm, plotas yra 76,84 cm2. Paprastai su tuo reikėtų sutikti galutinis daugybos arba padalijimo rezultatas

6.8 yra mažiausias skaitmenų skaičius, kuris yra du. Todėl plokščias

76,84 cm2 stačiakampio, kuriame yra keturi reikšminiai skaitmenys, plotas turi būti suapvalintas iki dviejų, iki 77 cm2.

Fizikoje įprasta skaičiavimų rezultatus rašyti naudojant eksponentus. Taigi, vietoj 64 000 jie rašo 6,4 × 104, o vietoj 0,0031 - 3,1 × 10–3. Šio žymėjimo pranašumas yra tas, kad jis leidžia tiesiog nurodyti reikšmingų skaitmenų skaičių. Pavyzdžiui, įraše 36900 neaišku, ar šį skaičių sudaro trys, keturi ar penki reikšminiai skaitmenys. Jei žinoma, kad įrašymo tikslumas yra trys reikšminiai skaitmenys, tada rezultatas turėtų būti rašomas 3,69 × 104, o jei įrašymo tikslumas yra keturi reikšminiai skaitmenys, rezultatas turėtų būti rašomas kaip 3,690 × 104.

Absoliučios klaidos reikšmingojo skaitmens skaitmuo nustato pirmojo abejotino skaitmens skaitmenį rezultato reikšmėje. Todėl paties rezultato reikšmė turi būti suapvalinta (pataisyta) iki to reikšminio skaičiaus, kurio skaitmuo sutampa su klaidos reikšminio skaitmens skaitmeniu. Suformuluota taisyklė turėtų būti taikoma ir tais atvejais, kai kai kurie skaitmenys yra nuliai.

Pavyzdys. Jei matuojant kūno svorį gaunamas rezultatas m = (0,700 ± 0,003) kg, tai skaičiaus 0,700 pabaigoje reikia rašyti nulius. M = 0,7 parašymas reikštų, kad nieko nežinoma apie kitus reikšmingus skaičius, o matavimai parodė, kad jie yra lygūs nuliui.

Apskaičiuojama santykinė paklaida E X.

E X \u003d D X.

X cp

Apvalinant santykinę paklaidą, pakanka palikti du reikšmingus skaičius.

Tam tikro fizinio dydžio matavimų serijos rezultatas pateikiamas kaip reikšmių intervalas, nurodant tikimybę, kad tikroji vertė patenka į šį intervalą, t.y. rezultatas turi būti parašytas taip:

Čia D X yra bendra absoliuti paklaida, suapvalinta iki pirmojo reikšmingo skaičiaus, o X cf yra vidutinė išmatuotos vertės vertė, suapvalinta atsižvelgiant į jau suapvalintą paklaidą. Registruojant matavimo rezultatą, būtina nurodyti vertės matavimo vienetą.

Pažvelkime į kelis pavyzdžius:

Tarkime, kad matuodami atkarpos ilgį gavome tokį rezultatą: l cf = 3,45381 cm ir D l = 0,02431 cm Kaip teisingai užrašyti atkarpos ilgio matavimo rezultatą? Pirmiausia absoliučią paklaidą apvaliname pertekliumi, paliekant vieną reikšmingą skaičių D l \u003d 0,02431 » 0,02 cm. Reikšmingas paklaidos skaičius yra šimtoje vietoje. Tada apvaliname taisymais

FIZIKOS KURSŲ STUDIJŲ ORGANIZAVIMAS

Pagal disciplinos „Fizika“ darbų programą dieninių studijų studentai fizikos kursą studijuoja pirmus tris semestrus:

1 dalis: Mechanika ir molekulinė fizika (1 semestras).
2 dalis: Elektra ir magnetizmas (2 semestras).
3 dalis: Optika ir atominė fizika (3 semestras).

Studijuojant kiekvieną fizikos kurso dalį, pateikiami šie darbų tipai:

1. Teorinės kurso studijos (paskaitos).
2. Problemų sprendimo pratimai (praktiniai pratimai).
3. Laboratorinių darbų atlikimas ir apsauga.
4. Savarankiškas problemų sprendimas (namų darbai).
5. Bandomieji darbai.
6. Užskaita.
7. Konsultacijos.
8. Egzaminas.

Fizikos kurso teorinis tyrimas.

Teorinės fizikos studijos vykdomos srautinėse paskaitose, skaitomose pagal fizikos kurso programą. Paskaitos skaitomos pagal katedros tvarkaraštį. Paskaitų lankymas studentams yra privalomas.

Savarankiškai disciplinos studijoms studentai gali naudotis atitinkamai fizikos kurso daliai rekomenduojamos pagrindinės ir papildomos mokomosios literatūros sąrašu arba katedros darbuotojų parengtais ir išleistais vadovėliais. Visų fizikos kurso dalių mokymo priemones galima rasti viešai katedros svetainėje.

Seminarai

Lygiagrečiai su teorinės medžiagos studijavimu studentas turi įsisavinti visų fizikos skyrių uždavinių sprendimo metodus praktiniuose užsiėmimuose (seminaruose). Praktinių užsiėmimų lankymas yra privalomas. Seminarai vyksta pagal katedros tvarkaraštį. Dabartinės mokinių pažangos stebėjimą atlieka mokytojas, vedantis praktinius užsiėmimus pagal šiuos rodiklius:

• praktinių užsiėmimų lankymas;
• mokinio darbo klasėje efektyvumas;
• namų darbų baigtumas;
• dviejų auditorinių testų rezultatai;

Savarankiškam pasirengimui studentai gali naudotis katedros darbuotojų parengtais ir išleistais problemų sprendimo vadovėliais. Katedros svetainėje rasite visų fizikos kurso dalių uždavinių sprendimo vadovėlius.

Laboratoriniai darbai

Laboratoriniais darbais siekiama supažindinti studentą su matavimo įranga ir fizikinių matavimų metodais, iliustruoti pagrindinius fizikinius dėsnius. Laboratoriniai darbai atliekami fizikos katedros edukacinėse laboratorijose pagal katedros dėstytojų parengtus aprašus (viešai prieinami katedros interneto svetainėje), pagal katedros tvarkaraštį.

Kiekvieną semestrą studentas turi atlikti ir apginti 4 laboratorinius darbus.

Pirmoje pamokoje mokytojas veda saugos instruktažą, kiekvieną mokinį informuoja apie individualų laboratorinių darbų sąrašą. Studentas atlieka pirmąjį laboratorinį darbą, matavimo rezultatus suveda į lentelę ir atlieka atitinkamus skaičiavimus. Laboratorinio darbo baigiamąją ataskaitą studentas turi parengti namuose. Rengiant ataskaitą būtina naudotis edukacine ir metodine plėtra „Matavimo teorijos įvadas“ ir „Laboratorinių darbų projektavimo ir matavimo paklaidų skaičiavimo gairės studentams“ (viešai prieinamos interneto svetainėje). skyriaus).

Kitos pamokos mokiniui privalo pristatyti pilnai atliktą pirmąjį laboratorinį darbą ir paruošti sekančio darbo metmenis iš savo sąrašo. Santrauka turi atitikti laboratorinio darbo planavimo reikalavimus, turėti teorinį įvadą ir lentelę, kurioje bus įrašyti būsimų matavimų rezultatai. Neįvykdžius šių reikalavimų kitam laboratoriniam darbui, studentas neleidžiama.

Kiekvienoje pamokoje, pradedant nuo antrosios, mokinys gina ankstesnį pilnai atliktą laboratorinį darbą. Apsauga susideda iš gautų eksperimentinių rezultatų paaiškinimo ir atsakymo į aprašyme pateiktus kontrolinius klausimus. Laboratorinis darbas laikomas visiškai baigtu, jeigu sąsiuvinyje yra mokytojo parašas ir žurnale atitinkamas pažymys.

Atlikęs ir apsigynęs visus ugdymo programoje numatytus laboratorinius darbus, klasę vedantis mokytojas į laboratorijos žurnalą įdeda pažymį „įskaityta“.

Jei dėl kokių nors priežasčių studentas negalėjo užbaigti laboratorinio fizinio seminaro programos, tai galima padaryti papildomose pamokose, kurios vyksta pagal katedros tvarkaraštį.

Pasiruošdami užsiėmimams studentai gali naudotis laboratorinių darbų atlikimo metodinėmis rekomendacijomis, kurios yra viešai prieinamos katedros interneto svetainėje.

Bandomieji darbai

Einamajai studento pažangos kontrolei kiekvieną semestrą praktinių užsiėmimų (seminarų) metu atliekami du auditoriniai testai. Pagal skyriaus balų – vertinimo sistemą kiekvienas kontrolinis darbas vertinamas 30 balų. Bendra mokinio surinktų balų suma atliekant testus (maksimali dviejų kontrolinių darbų suma – 60) naudojama mokinio įvertinimui formuoti ir į ją atsižvelgiama nustatant galutinį disciplinos „Fizika“ pažymį.

kompensuoti

Studentas gauna fizikos įskaitą, jeigu yra atlikti ir apginti 4 laboratoriniai darbai (laboratorijos žurnale yra pažymys apie laboratorinių darbų atlikimą) ir einamosios pažangos kontrolės balų suma yra didesnė arba lygi 30. seminarai).

Egzaminas

Egzaminas laikomas katedros patvirtintu bilietu. Kiekviename biliete yra du teoriniai klausimai ir užduotis. Pasiruošimui palengvinti mokinys gali pasinaudoti egzaminui pasiruošimo klausimų sąrašu, kurio pagrindu formuojami bilietai. Egzamino klausimų sąrašas viešai skelbiamas Fizikos katedros svetainėje.

1. Pilnai atlikti ir apginti 4 laboratoriniai darbai (laboratorijos žurnale yra žyma ant užskaitos už laboratorinius darbus);
2. bendras dabartinės eigos kontrolės balas 2 testams yra didesnis arba lygus 30 (iš 60 galimų);
3. pažymių knygelėje ir pažymių lape dedamas pažymys „įskaityta“.

Nesilaikant 1 dalies, studentas turi teisę dalyvauti papildomuose laboratoriniuose seminaruose, kurie vyksta pagal katedros tvarkaraštį. Vykdydamas 1 dalį ir neįvykdydamas 2 dalies, studentas turi teisę surinkti trūkstamus balus testų komisijose, kurios vyksta sesijos metu pagal katedros tvarkaraštį. Studentai, surinkę 30 ir daugiau balų per einamąją veiklos kontrolę, neįleidžiami į egzaminų komisiją didinti įvertinimo balo.

Maksimalus balų kiekis, kurį mokinys gali surinkti su esama veiklos kontrolė, yra 60. Tuo pačiu metu didžiausia balų suma už vieną kontrolę yra 30 (už du kontrolę 60).

Visus praktinius užsiėmimus išklausiusiam ir juos aktyviai dirbusiam mokiniui mokytojas turi teisę pridėti ne daugiau kaip 5 balus (tačiau bendra balų suma už einamąją pažangos kontrolę neturi viršyti 60 balų).

Maksimali balų suma, kurią studentas gali surinkti pagal egzamino rezultatus, yra 40 taškų.

Bendra studento semestro surinkta balų suma yra pagrindas disciplinai „Fizika“ vertinti pagal šiuos kriterijus:

• jei einamosios pažangos kontrolės ir tarpinio atestavimo (egzamino) balų suma mažiau nei 60 balų, tada pažymys „nepatenkinamai“;
• nuo 60 iki 74 balų, tada pažymys yra „patenkinamai“;
• jei einamojo pažangos kontrolės ir tarpinio atestavimo (egzamino) balų suma patenka į intervalą nuo 75–89 taškai, tada pažymys yra „geras“;
• jei einamojo pažangos kontrolės ir tarpinio atestavimo (egzamino) balų suma patenka į intervalą nuo Nuo 90 iki 100 balų, tada pažymys „puikiai“.

Egzaminų lape ir įrašų knygelėje nustatomi pažymiai „puikiai“, „gerai“, „patenkinamai“. Įvertinimas „nepatenkinamai“ nustatytas tik pareiškime.

LABORATORIJOS DIRBTUVĖS

Laboratorijų atsisiuntimo nuorodos*
* Norėdami atsisiųsti failą, dešiniuoju pelės mygtuku spustelėkite nuorodą ir pasirinkite „Išsaugoti tikslą kaip...“
Norėdami perskaityti failą, turite atsisiųsti ir įdiegti „Adobe Reader“.

1 dalis. Mechanika ir molekulinė fizika

2 dalis. Elektra ir magnetizmas

3 dalis. Optika ir atomų fizika

Medžiaga yra laboratorinių užsiėmimų rinkinys disciplinos ODP.02 „Fizika“ darbo programai. Darbe yra aiškinamasis raštas, vertinimo kriterijai, laboratorinių darbų sąrašas ir didaktinė medžiaga.

Parsisiųsti:

Peržiūra:

Bendrojo profesinio mokymo ministerija

Sverdlovsko sritis

Valstybinė autonominė švietimo įstaiga

vidurinis profesinis išsilavinimas

Sverdlovsko srities „Pervouralsko politechnika“

LABORATORINIAI DARBAI

Į DARBO PROGRAMĄ

UGDYMO DISCIPLINA

ODP 02. FIZIKA

Pervouralskas

2013

Peržiūra:

Aiškinamasis raštas.

Laboratorinės užduotys rengiamos pagal disciplinos „Fizika“ darbo programą.

Laboratorinio darbo tikslas: fizikos pagrindinio kurso pagrindinės ugdymo programos studentų įsisavinimo dalyko ir metadalyko rezultatų formavimas.

Laboratorinių darbų užduotys:

Nr. p / p	Susiformavo rezultatai	GEF reikalavimai	Pagrindinės kompetencijos
	Mokymo ir mokslinių tyrimų įgūdžių turėjimas.	Metasubjekto rezultatai	Analitinis
	Stebimų reiškinių fizinės esmės supratimas.	Dalyko rezultatai	Analitinis
	Pagrindinių fizinių sąvokų, modelių, dėsnių turėjimas.	Dalyko rezultatai	Reguliavimo
	Užtikrintas fizinės terminijos ir simbolių vartojimas	Dalyko rezultatai	Reguliavimo
	Pagrindinių fizikoje naudojamų mokslo žinių metodų turėjimas: matavimas, eksperimentas	Dalyko rezultatai	Analitinis
	Gebėjimas apdoroti matavimo rezultatus.	Dalyko rezultatai	Socialinis
	Gebėjimas aptikti ryšį tarp fizikinių dydžių.	Dalyko rezultatai	Analitinis
	Gebėjimas paaiškinti rezultatus ir daryti išvadas.	Dalyko rezultatai	savęs tobulinimas

Laboratorijos ataskaitos formoje yra:

1. Darbo Numeris;
2. Tikslas;
3. Naudotos įrangos sąrašas;
4. Veiksmų, kuriuos reikia atlikti, seka;
5. Montavimo brėžinys arba schema;
6. Vertybių įrašymo lentelės ir (arba) schemos;
7. Skaičiavimo formulės.

Vertinimo kriterijus:

Įgūdžių demonstravimas.	Įvertinimas
Montavimo surinkimas (schema)	Nustatymas prietaisai	Pasitraukimas parodymus	Skaičiavimas vertybes	Lentelių pildymas, statyba diagramas	Išvada įjungta dirbti
						"5"
						"4"
						"3"

Laboratorinių darbų sąrašas.

Darbo Nr.	Darbo pavadinimas	Skyriaus pavadinimas
	Spyruoklės standumo nustatymas.	Mechanika.
	Trinties koeficiento nustatymas.	Mechanika.
	Kūno judėjimo apskritimu tyrimas pagal gravitacijos ir elastingumo veikimas.	Mechanika.
	Laisvo kritimo pagreičio matavimas su Matematinės švytuoklės pagalba.	Mechanika.
	Eksperimentinis Gay-Lussac dėsnio patikrinimas.
	Paviršiaus koeficiento matavimas įtampa.	Molekulinė fizika. Termodinamika.
	Gumos tamprumo modulio matavimas.	Molekulinė fizika. Termodinamika.
	Srovės stiprumo priklausomybės tyrimas nuo Įtampa.	Elektrodinamika.
	Atsparumo matavimas dirigentas.	Elektrodinamika.
	Laidininkų nuoseklaus ir lygiagretaus sujungimo dėsnių tyrimas.	Elektrodinamika.
	EML matavimas ir vidinis srovės šaltinio varža.	Elektrodinamika.
	Magnetinio lauko veikimo stebėjimas Dabartinė.	Elektrodinamika.
	Šviesos atspindžio stebėjimas.	Elektrodinamika.
	Lūžio rodiklio matavimas stiklo.	Elektrodinamika.
	Šviesos bangos ilgio matavimas.	Elektrodinamika.
	Linijų spektrų stebėjimas.
	Įkrautų dalelių pėdsakų tyrimas.	Atomo sandara ir kvantinė fizika.

Peržiūra:

Laboratorinis darbas numeris 1.

„Spyruoklės standumo nustatymas“.

Tikslas: Spyruoklės standumą nustatykite naudodami spyruoklės jėgos ir pailgėjimo diagramą. Padarykite išvadą apie šios priklausomybės prigimtį.

Įranga: trikojis, dinamometras, 3 svareliai, liniuotė.

Darbo procesas.

1. Ant dinamometro spyruoklės pakabinkite svarelį, išmatuokite tamprumo jėgą ir spyruoklės pailgėjimą.
2. Tada pritvirtinkite antrąjį prie pirmojo svarelio. Pakartokite matavimus.
3. Trečią pritvirtinkite prie antrojo svarelio. Dar kartą pakartokite matavimus.

1. Sudarykite tamprumo jėgos priklausomybės nuo spyruoklės pailgėjimo grafiką:

Fupras, N

0 0,02 0,04 0,06 0,08 Δl, m

1. Iš grafiko raskite vidutines tamprumo jėgos ir pailgėjimo vertes. Apskaičiuokite vidutinę elastingumo koeficiento vertę:

1. Padarykite išvadą.

Peržiūra:

Laboratorinis darbas Nr.2.

„Trinties koeficiento nustatymas“.

Tikslas: Nustatykite trinties koeficientą naudodami trinties jėgos ir kūno svorio diagramą. Padarykite išvadą apie slydimo trinties koeficiento ir statinės trinties koeficiento santykį.

Įranga: strypas, dinamometras, 3 kroviniai po 1 N, liniuotė.

Darbo procesas.

1. Naudodami dinamometrą išmatuokite strypo R svorį.
2. Padėkite bloką horizontaliai ant liniuotės. Naudodami dinamometrą išmatuokite didžiausią statinę trinties jėgą Ffr 0 .
3. Tolygiai judindami juostą išilgai liniuote, išmatuokite slydimo trinties jėgą Ftr.
4. Padėkite krovinį ant juostos. Pakartokite matavimus.
5. Pridėkite antrą svorį. Pakartokite matavimus.
6. Pridėkite trečią svorį. Dar kartą pakartokite matavimus.
7. Įrašykite rezultatus į lentelę:

1. Nubraižykite trinties jėgos ir kūno svorio diagramas:

Fupras, N

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

1. Pagal grafiką suraskite vidutines kūno svorio, statinės trinties jėgos ir slydimo trinties jėgos reikšmes. Apskaičiuokite vidutines statinės trinties koeficiento ir slydimo trinties koeficiento vertes:

μ cf 0 = F cf.tr 0 ; μ av = Fav.tr ;

Rsr Rsr

1. Padarykite išvadą.

Peržiūra:

Laboratorinis darbas Nr.3.

"Kūno judėjimo, veikiant kelioms jėgoms, tyrimas".

Tikslas: Ištirti kūno judėjimą, veikiant tamprumo ir gravitacijos jėgoms. Padarykite išvadą apie antrojo Niutono dėsnio įvykdymą.

Įranga: trikojis, dinamometras, 100 g svarelis ant sriegio, popierinis apskritimas, chronometras, liniuotė.

Darbo procesas.

1. Pakabinkite svorį ant sriegio, naudodami trikojį virš apskritimo centro.
2. Išvyniokite juostą horizontalioje plokštumoje, judėdami išilgai apskritimo krašto.

R F valdymas

1. Išmatuokite laiką t, per kurį kūnas daro bent 20 apsisukimų n.
2. Išmatuokite apskritimo spindulį R.
3. Paimkite apkrovą iki apskritimo ribos, dinamometru išmatuokite gaunamą jėgą, lygią spyruoklės F elastinei jėgai. pvz.
4. Naudodami II Niutono dėsnį, apskaičiuokite įcentrinį pagreitį:

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

R T n

Ir cs \u003d 4. π 2. R. n2;

(π 2 gali būti imtas lygus 10).

1. Apskaičiuokite atstojamąją jėgą m. a tss .
2. Įrašykite rezultatus į lentelę:

1. Padarykite išvadą.

Peržiūra:

Laboratorinis darbas Nr.4.

„Laisvo kritimo pagreičio matavimas“.

Tikslas: Išmatuokite laisvojo kritimo pagreitį švytuokle. Padarykite išvadą apie gauto rezultato sutapimą su pamatine verte.

Įranga: trikojis, rutulys ant sriegio, dinamometras, chronometras, liniuotė.

Darbo procesas.

1. Pakabinkite rutulį ant sriegio naudodami trikojį.

1. Stumkite rutulį nuo pusiausvyros padėties.

1. Išmatuokite laiką t, per kurį švytuoklė svyruoja bent 20 (vienas svyravimas – tai nukrypimas į abi puses nuo pusiausvyros padėties).

1. Išmatuokite rutulinės pakabos ilgį l.

1. Naudodamiesi matematinės švytuoklės svyravimo laikotarpio formule, apskaičiuokite laisvojo kritimo pagreitį:

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

G n n g n 2 g

G = 4. π 2 . l. n2;

(π 2 gali būti imtas lygus 10).

1. Įrašykite rezultatus į lentelę:

1. Padarykite išvadą.

Peržiūra:

Laboratorinis darbas numeris 5.

„Eksperimentinis gėjų-Lussaco dėsnio testas“.

Tikslas: Ištirkite izobarinį procesą. Padarykite išvadą apie Gay-Lussac įstatymo įgyvendinimą.

Įranga: mėgintuvėlis, stiklinė karšto vandens, stiklinė šalto vandens, termometras, liniuotė.

Darbo procesas.

1. Įdėkite mėgintuvėlį atviru galu į karštą vandenį, kad vamzdyje esantis oras pašildytų bent 2–3 minutes. Išmatuoti karšto vandens temperatūrą t 1 .
2. Nykščiu uždarykite vamzdelio angą, ištraukite vamzdelį iš vandens ir įdėkite į šaltą vandenį, apversdami vamzdelį aukštyn kojomis. Dėmesio! Kad oras nepatektų iš mėgintuvėlio, pirštą atitraukite nuo mėgintuvėlio angos tik po vandeniu.
3. Palikite vamzdelį, atidarytu galu žemyn, šaltame vandenyje kelioms minutėms. Išmatuoti šalto vandens temperatūrą t 2 . Stebėkite vandens kilimą mėgintuvėlyje.

1. Sustabdę kilimą, išlyginkite vandens paviršių mėgintuvėlyje su vandens paviršiumi stiklinėje. Dabar oro slėgis mėgintuvėlyje yra lygus atmosferos slėgiui, t.y. įvykdyta izobarinio proceso P = const sąlyga. Išmatuokite oro aukštį mėgintuvėlyje l 2 .
2. Iš mėgintuvėlio išpilkite vandenį ir išmatuokite mėgintuvėlio ilgį l 1 .
3. Patikrinkite Gay-Lussac įstatymo įgyvendinimą:

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

T 1 T 2 V 2 T 2

Tūrių santykį galima pakeisti mėgintuvėlyje esančių oro kolonėlių aukščių santykiu:

l 1 \u003d T 1

L 2 T 2

1. Konvertuokite temperatūrą iš Celsijaus skalės į absoliučią skalę: T \u003d t + 273.
2. Įrašykite rezultatus į lentelę:

1. Padarykite išvadą.

Peržiūra:

Laboratorinis darbas Nr.6.

"Paviršiaus įtempimo koeficiento matavimas".

Tikslas: Išmatuokite vandens paviršiaus įtempimą. Padarykite išvadą apie gautos reikšmės sutapimą su etalonine verte.

Įranga: pipetė su padalomis, stiklinė vandens.

Darbo procesas.

1. Įtraukite vandenį į pipetę.

1. Lašinkite vandenį iš pipetės po lašą. Suskaičiuokite lašų skaičių n, atitinkantį tam tikrą vandens tūrį V (pavyzdžiui, 0,5 cm 3 ) išpiltas iš pipetės.

1. Apskaičiuokite paviršiaus įtempimo koeficientą: σ = F , kur F = m . g; l = π.d

σ = m. g , kur m = ρ .V σ = ρ .V. g

π .d n π .d . n

ρ \u003d 1,0 g / cm3 - vandens tankis; g = 9,8 m/s 2 - gravitacijos pagreitis; pi = 3,14;

d = 2 mm yra lašinimo kaklelio skersmuo, lygus pipetės antgalio vidinei daliai.

1. Įrašykite rezultatus į lentelę:

1. Palyginkite gautą paviršiaus įtempimo koeficiento reikšmę su etalonine verte: σ ref. = 0,073 N/m.

1. Padarykite išvadą.

Peržiūra:

Laboratorinis darbas Nr.7.

„Gumos tamprumo modulio matavimas“.

Tikslas: Nustatykite gumos tamprumo modulį. Padarykite išvadą apie gauto rezultato sutapimą su pamatine verte.

Įranga: trikojis, guminės virvelės gabalas, svarmenų rinkinys, liniuote.

Darbo procesas.

1. Pakabinkite guminį laidą su trikoju. Išmatuokite atstumą tarp žymių ant laido l 0 .
2. Prie laisvo laido galo pritvirtinkite svarmenis. Apkrovų svoris lygus tamprumo jėgai F, atsirandančiai korde tempimo deformacijos metu.
3. Išmatuokite atstumą tarp žymių, kai laidas deformuotas l.

1. Apskaičiuokite gumos tamprumo modulį pagal Huko dėsnį: σ = E. ε, kur σ = F

– mechaninis įtempis, S =π . d2 - laido skerspjūvio plotas, d - laido skersmuo,

ε \u003d Δl \u003d (l - l 0) - santykinis laido pailgėjimas.

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

π . d 2 l π.d 2 .(l –l 0 )

1. Įrašykite rezultatus į lentelę:

1. Palyginkite gautą tamprumo modulio vertę su etalonine verte:

E ref. = 8. 10 8 Pa.

1. Padarykite išvadą.

Peržiūra:

Laboratorinis darbas Nr.8.

"Srovės stiprumo priklausomybės nuo įtampos tyrimas."

Tikslas: Sukonstruokite metalinio laidininko CVC, naudodami gautą priklausomybę, nustatykite rezistoriaus varžą ir padarykite išvadą apie CVC prigimtį.

Įranga: Galvaninių elementų baterija, ampermetras, voltmetras, reostatas, rezistorius, jungiamieji laidai.

Darbo procesas.

1. Paimkite ampermetro ir voltmetro rodmenis, reguliuodami rezistoriaus įtampą naudodami reostatą. Įrašykite rezultatus į lentelę:

U, V
Aš, A

1. Remdamiesi lentelės duomenimis, sudarykite CVC:

Aš, A

U, V

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

1. Iš I–V charakteristikų nustatykite vidutines srovės Iav ir įtampos Uav reikšmes.

1. Apskaičiuokite rezistoriaus varžą pagal Ohmo dėsnį:

Uav

R = .

Iav

1. Padarykite išvadą.

Peržiūra:

Laboratorinis darbas numeris 9.

„Laidžio varžos matavimas“.

Tikslas: Nustatykite savitąją nikelio laidininko varžą, padarykite išvadą apie gautos vertės sutapimą su etalonine verte.

Įranga: Galvaninių elementų baterija, ampermetras, voltmetras, nikelio viela, liniuotė, jungiamieji laidai.

Darbo procesas.

1) Surinkite grandinę:

A V

3) Išmatuokite laido ilgį. Įrašykite rezultatą į lentelę.

R = p. l / S - laidininko varža; S = p. d 2 / 4 - laidininko skerspjūvio plotas;

p = 3,14. d2. U

4.I. l

d, mm	l, m	U, V	Aš, A	ρ, Ohm. mm 2 / m
0,50

6) Palyginkite gautą vertę su nikelio varžos etalonine verte:

0,42 omo mm2 / m.

7) Padarykite išvadą.

Peržiūra:

Laboratorinis darbas numeris 10.

„Laidžių nuoseklaus ir lygiagretaus sujungimo tyrimas“.

Tikslas: Padarykite išvadą apie laidininkų nuoseklaus ir lygiagretaus sujungimo dėsnių įgyvendinimą.

Įranga : Galvaninių elementų baterija, ampermetras, voltmetras, du rezistoriai, jungiamieji laidai.

Darbo procesas.

1) Surinkite grandines: a) su nuosekliu ir b) lygiagretus ryšys

Rezistoriai:

A V A V

R 1 R 2 R 1

2) Paimkite ampermetro ir voltmetro rodmenis.

R pr \u003d;

A) R tr \u003d R1 + R2; b) R 1 .R 2

Rtr = .

(R1 + R2)

Įrašykite rezultatus į lentelę:

5) Padarykite išvadą.

Peržiūra:

Laboratorinis darbas Nr.11.

„Srovės šaltinio EML ir vidinės varžos matavimas“.

Tikslas: Išmatuokite EML ir srovės šaltinio vidinę varžą, paaiškinkite skirtumo tarp išmatuotos EML vertės ir vardinės vertės priežastį.

Įranga: Srovės šaltinis, ampermetras, voltmetras, reostatas, raktas, jungiamieji laidai.

Darbo procesas.

1) Surinkite grandinę:

A V

2) Paimkite ampermetro ir voltmetro rodmenis. Įrašykite rezultatus į lentelę.

3 ) Atidarykite raktą. Paimkite rodmenis iš voltmetro (EMF). Įrašykite rezultatą į lentelę. Palyginkite išmatuotą EML vertę su vardine verte: ε nom = 4,5 V.

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

ε–U

5) Įveskite rezultatą į lentelę:

Aš, A	U, V	ε, V	r, Ohm

6) Padarykite išvadą.

Peržiūra:

Laboratorinis darbas Nr.12.

"Magnetinio lauko poveikio srovei stebėjimas".

Tikslas: Kairiosios rankos taisykle nustatykite ritės srovės kryptį. Padarykite išvadą, nuo ko priklauso Ampero jėgos kryptis.

Įranga: Vielos ritė, galvaninių elementų baterija, raktas, jungiamieji laidai, lankinis magnetas, trikojis.

Darbo procesas.

1) Surinkite grandinę:

2) Prijunkite magnetą prie ritės be srovės. Paaiškinkite pastebėtą reiškinį.

3) Į ritę su srove prijunkite pirmiausia magneto šiaurinį polių (N), tada pietinį polių (S). Paveiksle parodykite santykinę ritės ir magneto polių padėtį, nurodykite Ampero jėgos kryptį, magnetinės indukcijos vektorių ir srovę ritėje:

4) Pakartokite eksperimentus pakeisdami srovės kryptį ritėje:

S S

5 ) Padarykite išvadą.

Peržiūra:

Laboratorinis darbas Nr.13.

„Šviesos atspindžio stebėjimas“.

Tikslas:stebėti šviesos atspindį. Padarykite išvadą apie šviesos atspindžio dėsnio įgyvendinimą.

Įranga:šviesos šaltinis, plyšinis ekranas, plokščias veidrodis, transporteris, kvadratas.

Darbo procesas.

1. Nubrėžkite tiesią liniją, išilgai kurios pastatysite veidrodį.

3. Nukreipkite šviesos spindulį į veidrodį. Pažymėkite incidentą ir atsispindėjusius spindulius dviem taškais. Sujungdami taškus, pastatykite krintančius ir atsispindėjusius spindulius, kritimo taške atstatykite statmeną veidrodžio plokštumai su punktyrine linija.

1 1’

2 2’

3 3’

α γ

centrelapas).

Naudokite ekraną, kad gautumėte ploną šviesos spindulį.

Nukreipkite šviesos spindulį į lėkštę. Dviem taškais pažymėkite krintantį spindulį ir spindulį, kuris išėjo iš plokštės. Sujungdami taškus, sukonstruokite krintantį ir išeinantį spindulį. Kritimo taške B atkurkite statmeną plokštės plokštumai su punktyrine linija. Taškas F yra taškas, kuriame spindulys išeina iš plokštės. Sujungę taškus B ir F, sukonstruokite lūžusį spindulį BF.

A E

α

AT

β

D C

F

4. Norėdami nustatyti lūžio rodiklį, naudojame šviesos lūžio dėsnį:

n=sinα

sinβ

5. Sukurkite ratąsavavališkasspindulys (apskritimo spindulį imkite kaipdaugiau) centruojamas taške B.
6. Nurodykite krintančio spindulio susikirtimo su apskritimu tašką A ir lūžusio spindulio susikirtimo su apskritimu tašką C.
7. Iš taškų A ir C nuleiskite statmenis į statmeną plokštės plokštumai. Gauti trikampiai BAE ir BCD yra stačiakampiai su lygiomis hipotenzomis BA ir BC (apskritimo spindulys).
8. Naudodami groteles, gaukite spektrų vaizdus ekrane; tam pažvelkite į lempos siūlą per ekrano plyšį.

1 maks

b

φ a

0 maks. (tarpas)

difrakcinis

grotelėsb

1 maks

ekranas

3. Naudodami liniuotę ekrane išmatuokite atstumą nuo plyšio iki raudonos pirmos eilės maksimumo.
4. Atlikite panašų pirmojo užsakymo violetinės spalvos maksimumo matavimą.
5. Apskaičiuokite bangos ilgius, atitinkančius raudonąjį ir violetinį spektro galus, naudodami difrakcijos gardelės lygtį: d. sin φ = k. λ, kur d yra difrakcijos gardelės periodas.

d=1 mm = 0,01 mm = 1. dešimt-2 mm = 1. dešimt-5 m; k = 1; sin φ = tg φ =a(mažiems kampams).

100b

λ = d.b

a

6. Palyginkite gautus rezultatus su etaloninėmis vertėmis: λk = 7,6. dešimt-7 m; λf = 4,.0 . dešimt

   Laboratorinis darbas numeris 16.

   „Linijų spektrų stebėjimas“.

   Tikslas:stebėti ir nubrėžti inertinių dujų spektrus. Padarykite išvadą apie gautų spektrų vaizdų sutapimą su standartiniais vaizdais.

   Įranga:maitinimo blokas, aukšto dažnio generatorius, spektriniai vamzdeliai, stiklo plokštė, spalvoti pieštukai.

   Darbo procesas.

   1. Gaukite vandenilio spektro vaizdą. Norėdami tai padaryti, apsvarstykite spektrinio vamzdžio šviesos kanalą per nelygiagrečius stiklo plokštės paviršius.
   2. Nubraižykite spektrąvandenilis (H):

   400 600 800 nm

   3. Gauti ir sudaryti spektro vaizdus taip pat:

   kriptonas (kr)

   400 600 800 nm

   helis (He)

   400 600 800 nm

   neoninis (Ne)

   1. Išverskite dalelių takelius į užrašų knygelę (per stiklą),padėdami juos puslapio kampuose.
   2. Nustatykite vėžių R kreivio spinduliusaš, RII, RIII, RIV. Norėdami tai padaryti, nubrėžkite du akordus iš vieno trajektorijos taško, pastatykiteviduriostatmenai akordams. Statmenų susikirtimo taškas yra trasos O kreivumo centras. Išmatuokite atstumą nuo centro iki lanko. Gautas vertes užrašykite į lentelę.

   R R

   O

   3. Nustatykite specifinį dalelės krūvį, palygindami jį su specifiniu protono H krūviu11 q = 1.

   m

   Įkrautą dalelę magnetiniame lauke veikia Lorenco jėga: Fl = q. B.v. Ši jėga dalelei suteikia įcentrinį pagreitį: q. b. v = m.v2 qproporcingas1 .

   R m R

   -

   1,00

   II

   Deuteronas N12

   0,50

   III

   Tritonas N13

   0,33

   IV

   α yra He dalelė24

   0,50

   5. Padarykite išvadą.