- •Практические и лабораторные
- •Занятия по физике
- •Учебное пособие
- •Для студентов первого курса медицинских вузов
- •Содержание
- •Лабораторная работа №1 определение плотности твердого тела
- •Расчет ошибок прямого измерения
- •Расчет ошибок косвенного измерения
- •1. Штангенциркуль
- •Микрометр
- •Лабораторная работа №2 определение момента инерции тела
- •Описание установки
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 изучение упругих свойств костной ткани
- •Механические свойства костной ткани
- •Практическая часть
- •Лабораторная работа №4 изучение основных закономерностей гидродинамики и реологии
- •Линии и трубки тока. Уравнение неразрывности струи
- •Уравнение Бернулли и примеры его практического использования
- •Вязкость жидкости. Формула Ньютона. Коэффициент вязкости
- •Течение вязкой жидкости по цилиндрическим трубам. Формула Пуазейля. Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Понятие о числе Рейнольдса
- •Определение коэффициента вязкости методом Стокса
- •Измерение коэффициента вязкости жидкости вискозиметром Гесса
- •Лабораторная работа №5 изучение аппарата для гальванизации
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6 изучение процессов, происходящих в цепи гармонического переменного тока
- •Цепь переменного тока с активным сопротивлением
- •Индуктивность в цепи переменного тока
- •Емкость в цепи переменного тока
- •Цепь переменного тока с активным, индуктивным и емкостным сопротивлениями
- •Импеданс тканей организма
- •Упражнение 1. Определение индуктивности катушки
- •Упражнение 2. Определение емкости конденсатора
- •Упражнение 3. Проверка закона Ома для полной цепи переменного тока
- •Лабораторная работа №7 изучение работы электронного осциллографа
- •Электронно-лучевая трубка
- •Электронная пушка
- •Экран электронного осциллографа
- •Система отклоняющих пластин
- •Генератор развертки
- •Чувствительность вертикального входа осциллографа к переменному напряжению
- •Упражнение 1. Знакомство с назначением ручек управления электронного осциллографа
- •Упражнение 2. Измерение частоты сигнала по фигурам Лиссажу.
- •Упражнение 4. Измерение величины неизвестного напряжения
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №8 изучение аппарата низкочастотной терапии
- •График, иллюстрирующий это уравнение, представлен на рис.2
- •Действие импульсных токов на ткани организма
- •Приборы и принадлежности:
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №9 высокочастотная электротерапия
- •Физиологические реакции и терапевтический эффект
- •Физиологические реакции и терапевтический эффект
- •Показания
- •Микроволновая терапия
- •Физиологические реакции и терапевтический эффект
- •Показания
- •Действие переменного электрического
- •Поля увч на диэлектрики
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №10 исследование работы датчиков
- •Устройство и классификация датчиков
- •Генераторные датчики
- •Параметрические датчики
- •Датчики медико-биологической информации
- •Изучение тензорезистора
- •Изучение датчиков температуры
- •Лабораторная работа №11 определение увеличения микроскопа и измерение линейных размеров малых объектов
- •Оптическая система и принцип действия микроскопа
- •Фокусное расстояние
- •Разрешающая способность микроскопа
- •Полезное увеличение микроскопа ограничено его разрешающей способностью и разрешающей способностью глаза.
- •Некоторые распространенные и специальные методы оптической микроскопии
- •Измерение линейных размеров малых объектов с помощью микроскопа
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 12 физические основы электрокардиографии
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •614990, Г. Пермь,ул. Большевистская,85
Лабораторная работа №2 определение момента инерции тела
Цель работы: изучить законы вращательного и колебательного движений и освоить метод определения момента инерции тела.
Приборы и принадлежности: физический маятник, секундомер, измерительная линейка.
ТЕОРИЯ
Физический маятник – твердое тело произвольной формы, произвольных размеров, способное колебаться относительно горизонтальной оси, не проходящей через центр масс (рис.1).
Рис.1
О - точка , через которую проходит ось вращения;
С - центр масс ;
l = ОС – приведённая длина маятника;
S – смещение центра масс от положения равновесия ;
φ - угол отклонения маятника от положения равновесия.
При выведении из положения равновесия физический маятник колеблется относительно оси, проходящей через точку О.
При отклонении маятника от положения равновесия на угол силу тяжести можно разложить на составляющиеСила создает вращающий момент сил: .
Знак «-» показывает, что сила направлена к положению равновесия (против смещения).
При малых углах отклонения траекторию движения точки можно считать прямой линией, совпадающей с осью абсцисс. Если угол меньше, то , где берется в радианах.
Получим закон движения маятника. Из рисунка 1 видно, что sin, тогда момент сил
М= - mgl . (1)
Основной закон динамики вращательного движения можно записать в виде
М= I, (2)
где угловое ускорение, I - момент инерции маятника.
Сравнивая (1) и (2) , получим
или
. (3)
Разделив обе части выражения (3) на I , имеем
. (4)
Выражение (4) является дифференциальным уравнением движения физического маятника.
Произведя замену , получим дифференциальное уравнение гармонического колебательного движения:
, где циклическая частота колебания.
Она связана с периодом колебаний Т соотношением
Тогда отсюда
. (5)
Зная период колебаний Т, можно рассчитать момент инерции I физического маятника.
Описание установки
Физический маятник (рис.2) состоит из металлического тела прямоугольной формы с вырезами.
Осью вращения служит ребро призмы.
Рис.2
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
-
Закрепить маятник на стержне. Определить t - время 20-30 полных колебаний (N). Опыт повторить 5 раз. Результаты измерений занести в таблицу.
-
Измерить линейкой расстояние l от центра масс до точки подвеса (рис.2). Опыт повторить 5 раз. Результаты измерений занести в таблицу.
№ п/п |
t (с) |
l (м) |
||||
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
Сумма |
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
|
|
|
|
|
-
Найти среднее значение измеренных величин как среднее арифметическое:
где n – число измерений.
-
Выразить среднее значение периода через и N:
Найти среднее значение момента инерции физического маятника:
где m – масса маятника (указана на установке).
5. Найти относительную погрешность:
ПРИМЕЧАНИЕ: в данной работе очень малая величина, поэтому этим отношением можно пренебречь.
а) Вычислить суммарную ошибку :
;
здесь где n =5, 2,8.
Значения взять из таблицы.
б) Аналогично найти суммарную ошибку :
,
где .
в) Вычислить относительную погрешность по формуле , приведенной в п.5.
6. Найти абсолютную погрешность момента инерции:
-
Записать окончательный результат в виде