Физика / Географы-печать
.pdf
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
1.Собрать электрическую цепь по схеме.
2.Изменяя величину R на магазине сопротивлений, измерить с помощью измерительных приборов величину тока и напря- жения.
3.Опыт повторить для пяти значений сопротивления R.
4.Используя рабочую формулу, вычислить индуктивность ка- тушки.
5.Данные занести в таблицу, определить погрешность измере- ний.
Таблица результатов: Определение емкости конденсатора
|
|
№ |
R, |
Iэф |
|
|
Uэф |
|
|
L, |
|
|
− L |
( |
|
- L )2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h% |
|||||||
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
DL |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Ом |
A |
|
|
B |
|
|
Гн |
|
|
i |
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
åLi |
|
|
|
å( |
|
- Li )2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Обработка результатов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
L = åLi |
|
|
DL = βn |
|
|
|
|
|
|
|
|
η = DL 100% |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
å(L - Li )2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|||||||||||
Вывод: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Результат: |
|
L = |
|
± D |
|
|
|
|
|
η = |
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
L |
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Лабораторная работа № 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ
МАТЕМАТИЧЕСКИМ МАЯТНИКОМ
Вопросы для подготовки:
Гармонические колебания. Период, амплитуда, частота и фаза колебаний. Уравнение и график.
Скорость материальной точки, колеблющейся по зако-
ну χ = Asinω t.
Ускорение материальной точки, колеблющейся по закону x=Asinω t.
Кинетическая |
энергия |
системы, |
колеблющейся |
по |
закону |
χ = Asinω t. |
|
|
|
|
|
Потенциальная |
энергия |
системы, |
колеблющейся |
по |
закону |
χ = Asinω t. |
|
|
|
|
|
Математический, пружинный и физический маятники, их ха- рактеристики.
Затухающие и вынужденные колебания. Резонанс.
ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ
Маятник, состоящий из тя- желого цилиндрического груза, подвешенного на длинной нерастя- жимой, невесомой нити, является
достаточно хорошей моделью мате- α матического маятника.
Схема установки для определения ускорения свободного падения
L
N
Fp
F =m× gr
38 |
11 |
Цель: Используя характеристики колебаний математического маятника, определить ускорение свободного падения для широ- ты г. Симферополя.
Рабочая формула: |
g = 4π |
2 |
L1 − L2 |
|
|
|
|
T 2 |
−T 2 |
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
где g - ускорение силы тяжести,
L1 и L2 - максимальная и минимальная длины нити маятника, Т1 и Т2 - соответствующие периоды колебаний.
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
1.Установить маятник максимальной длины L1 , c помощью се- кундомера измерить время t1 для 20 полных колебаний и най- ти период Т1 маятника максимальной длины по формуле
T1 = 20t1 .
2.Укоротить маятник до минимальной длины L2 , измерить время t2 для 20 полных колебаний и найти период укорочен-
ного маятника Т2 по формуле T2 = 20t2 .
3.Опыты по определению периодов колебаний маятника мак- симальной длины и укороченного маятника повторить 5 раз.
4.Полученные данные использовать для вычисления ускорения силы тяжести по рабочей формуле.
5.Данные занести в таблицу, определить погрешность измере- ний.
Лабораторная работа № 11 ИЗМЕРЕНИЕ ИНДУКТИВНОСТИ КАТУШКИ
МЕТОДОМ ВОЛЬТ-АМПЕРМЕТРА
Вопросы для подготовки:
Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца. Взаимоиндукция. Самоиндукция.
Индуктивность. Энергия магнитного поля. Переменный ток, его характеристики. Работа и мощность переменного тока.
Активное, емкостное и индуктивное сопротивления. Обобщенный закон Ома.
Колебательный контур. Формула Томсона.
Приборы и оборудование:
Источник переменного тока, амперметр, вольтметр, батарея кон- денсаторов, магазин сопротивлений, соединительные провода.
Электрическая схема:
V
L
R
A
~
Цель: Применяя законы и характеристики переменного тока, определить индуктивность катушки.
|
|
|
|
|
|
|
|
Рабочая формула: |
|
1 |
|
U 2 эф |
|
2 |
|
L = 2πν |
|
I2эф |
− R |
|
|
||
|
|
|
|
||||
где ν=50 Гц – частота переменного тока
12 |
37 |
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
1.Собрать электрическую цепь по схеме.
2.Изменяя величину R на магазине сопротивлений, изме-
рить с помощью измерительных приборов величину тока и напряжения.
3.Опыт повторить для пяти значений сопротивления R .
4.Используя рабочую формулу, вычислить емкость конден- сатора.
5.Данные занести в таблицу, определить погрешность из- мерений.
Таблица результатов: Определение емкости конденсатора
|
|
№ |
R, |
Iэф |
|
Uэф |
|
Ci , |
|
|
− Ci |
( |
|
− Ci )2 |
|
|
|
|
|
|
h% |
||||||||
|
C |
C |
C |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Ом |
A |
|
B |
|
Ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
åCi |
|
|
|
|
|
|
å( |
|
- Ci )2 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|||||||||||||
Обработка результатов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
C = åCi |
|
DC = βn |
|
|
|
|
|
|
η = DC ×100% |
||||||||||||||||||||
|
|
å(Ci - C )2 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
||||||||
Вывод |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Результат: |
C = |
|
± D |
|
|
|
|
|
|
|
η = % |
||||||||||||||||||
C |
C |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
Таблица результатов: Определение ускорения силы тяжести
№ |
L1-L2 |
T1 |
T12 |
T2 |
T22 |
T12 -T22 |
|
g |
|
g − gi |
(g - gi )2 |
|
|
` |
η% |
||||
|
g |
||||||||||||||||||
|
м |
с |
|
с |
|
|
|
|
|
м/с2 |
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
å gi |
|
|
å(g − gi )2 |
|
|
|||
|
Обработка результатов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
g = ågi |
Dg = βn |
|
|
|
η = g ×100% |
|||||||||||||
|
|
å(gi - g)2 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
i=1 |
|
|
|
|
g |
|||||||
|
Вывод |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Результат: |
g = g ± |
g; |
η = |
|
% |
|
|
|
|
|
||||||||
36 |
13 |
Лабораторная работа № 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ СР/Сv МЕТОДОМ
КЛЕМАНА И ДЕЗОРМА
Вопросы для подготовки:
Молекулярно-кинетические представления о строении вещества. Параметры газа. Основное уравнение кинетической теории га- зов.
Идеальный газ. Изопроцессы (изотермический, изобарический, изохорический). Графики изопроцессов в координатах (P,V), (P,T), (V,T).
Закон Дальтона. Закон Авогадро.
Моль. Число Авогадро. Уравнение Менделеева – Клапейрона. Связь основного уравнения кинетической теории газов с уравне- нием Менделеева- Клапейрона.
Внутренняя энергия, работа и теплота. Степени свободы. Первое начало термодинамики.
Теплоемкость идеального газа. Уравнение Майера. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона. Постоянная адиабаты.
Политропический процесс, его уравнение. Показатель политро- пы.
Работа идеального газа при различных процессах.
ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ
Прибор состоит из стеклянного баллона , соединенного с U- образным манометром, в который при помощи насоса накачи- вают воздух (многоатомный газ). Установка позволяет модели- ровать адиабатический (без теплообмена) и изотермический процессы сжатия и расширения газа.
Лабораторная работа № 10 ИЗМЕРЕНИЕ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА
МЕТОДОМ ВОЛЬТ-АМПЕРМЕТРА
Вопросы для подготовки:
Конденсаторы. Электроемкость конденсатора. Энергия электри- ческого поля конденсатора.
Параллельные и последовательные соединения конденсаторов. Переменный ток, его характеристики.
Работа и мощность переменного тока.
Активное, емкостное и индуктивное сопротивления. Обобщенный закон Ома.
Колебательный контур. Формула Томсона.
Приборы и оборудование:
Источник переменного тока, амперметр, вольтметр, батарея кон- денсаторов, магазин сопротивлений, соединительные провода.
Электрическая схема:
V
R
A
~
Цель: Применяя законы и характеристики переменного тока,
определить емкость конденсатора
Рабочая формула: |
С = |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2πν |
|
U 2эф |
− R2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
I2эф |
|
|
|
где ν=50 Гц – частота переменного тока
14 |
35 |
Таблица результатов: Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
№ |
α0 |
|
tgα |
|
I, A |
|
H |
|
|
|
Г − H i |
|
( |
|
|
Г − H i )2 |
|
|
|
|
|
|
Г |
η% |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
H |
|
H |
H |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А/м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1 |
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2 |
|
-30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
3 |
|
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
4 |
|
-45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
5 |
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
6 |
|
-60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
å |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
å( |
|
|
Г − H i )2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
i |
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Обработка результатов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
åHi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DHГ |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Г = |
|
|
|
|
|
|
D |
|
Г = βn |
å(Hi - |
|
Г ) |
|
|
|
|
|
|
|
η = |
|
|
|
|
|
×100% |
|||||||||||||||||||
|
|
H |
|
n |
|
|
|
H |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HГ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Вывод |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Результат: |
|
|
Г = |
|
Г ± D |
|
|
η = %, |
|
|
|
|
|
Г эксп. |
|
|
Г теор. |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
H |
H |
H |
Г |
|
|
|
H |
H |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0 |
0 |
h1 |
0 |
0 |
h2 |
|
|
||||
воздух |
|
|
|
|
|
Схема установки для определения отношения теплоемкостей СР/Сv
Цель: моделируя адиабатический и изотермический процессы,
определить отношение теплоемкостей при постоянном давлении и постоянном объеме для воздуха.
|
γ = h − h |
|
||
Рабочая формула: |
|
|
h1 |
|
1 |
2 |
|
||
|
|
|||
где h1 и h2 - положение жидкости в манометре при адиабати- ческом сжатии и расширении воздуха в болоне соответственно.
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
1.При помощи насоса накачать воздух в баллон . Закрыть кран и выждать, пока температура внутри сосуда не сравняется с температурой окружающей среды (1-2 минуты).
2.Отсчитать разность уровней жидкости в манометре h1.
3.Открыв кран на 1 – 2 секунды, соединить воздух в баллоне с атмосферой. Произойдет адиабатическое расширение возду- ха.
4.Через 1-2 минуты отсчитать показание h2.
34 |
15 |
5.По рабочей формуле определить γ. Данные занести в табли- цу.
6.Опыт повторить 5 раз, определить погрешность измерений.
7.Вычислить теоретическое значение γ для воздуха, используя число степеней свободы.
8.Сравнить полученный результат g с теоретическим.
Таблица результатов: Определение отношения СР /Сv
№ |
h , |
|
h2, мм |
h – h |
|
γ |
γ − γ |
|
(γ -γ i ) |
2 |
|
|
|
γ |
h% |
||||||||||||
1 |
|
1 |
2 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
мм |
|
|
|
|
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
åγi |
|
|
|
|
|
å(γ |
−γi )2 |
|
|
|
|
||||||
Обработка результатов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
åγ i |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
γ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Dγ |
= βn |
å(γ i - γ |
)2 |
|
|
η = |
|
×100% |
|
|
|
γ = |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
||||||||||||||||
|
|
γ |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Вывод: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Результат: γ = |
|
± Dγ |
|
|
|
|
|
% |
|
γэксп. γтеор. |
|
|
|
|
|||||||||||||
γ |
|
η = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Цель: Применяя законы и соотношения электромагнетизма, определить напряженность магнитного поля Земли (горизон- тальную составляющую) для широты г. Симферополя.
Рабочая формула: |
|
|
Г = |
nI |
|
H |
|
||||
|
Dtgα |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где D – диаметр катушки, n – число витков, I – сила тока в цепи.
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
1.Собрать электрическую цепь по схеме.
2.Установить тангенс-буссоль так, чтобы катушка была распо- ложена в плоскости магнитного меридиана.
3.С помощью реостата отрегулировать ток так, чтобы угол от- клонения стрелки a был равен 300; 450; 600. Определить силу тока при этих углах.
4.С помощью ключа изменить направление тока на противопо- ложное.
Определить силу тока при углах –300; -450 и –600.
5.Используя рабочую формулу, вычислить горизонтальную со- ставляющую напряженности магнитного поля. Значения n, D приведены на стенде к лабораторной работе.
6.Данные занести в таблицу, определить погрешность измере- ний.
7.Сравнить полученный результат с табличным значением для широты г. Симферополя: НГ = 17 (А/м).
16 |
33 |
Лабораторная работа № 9 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ
НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ
Вопросы для подготовки:
Магнитное поле. Магнитное взаимодействие токов в вакууме. Закон Ампера.
Напряженность магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа. Формула Ампера.
Магнитное поле в веществе. Магнитная проницаемость вещест- ва. Диа-, пара- и ферромагнетики.
Индукция магнитного поля. Поток магнитной индукции.
Действие электрического и магнитного полей на движущийся электрический заряд.
Магнитное поле Земли.
Приборы и оборудование:
Блок питания, тангенс – буссоль, миллиамперметр, двухполюс- ный переключатель, соединительные провода.
Электрическая схема:
|
тангенс-буссоль |
|
|
|
|
В |
|
|
|
|
|
|
|
r |
А |
R |
|
|
HВ |
|
|
α |
|
|
6,3В |
А |
|
r |
|
r |
|
|||
|
|
|
H |
|
+ - |
|
HГ |
|
|
|
|
|
|
Лабораторная работа № 5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВНУТРЕННЕГО
ТРЕНИЯ ЖИДКОСТИ ПО МЕТОДУ СТОКСА
Вопросы для подготовки:
Линии и трубка тока. Уравнение неразрывности.
Уравнение Бернулли как закон сохранения удельной энергии. Уравнение Бернулли как сумма давлений.
Закон Стокса. Закон Пуазейля, Закон Паскаля. Закон Архимеда. Условия плавання тел. Длина свободного пробега. Явления переноса.
Диффузия. Закон Фика. Коэффициент диффузии. Теплопроводность. Закон Фурье. Коэффициент теплопроводно- сти.
Внутреннее трение. Закон Ньютона. Коэффициент внутреннего трения.
ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ
Прибор состоит из цилиндрического стеклянного сосуда с нанесенными на стенке горизонтальными метками, наполненно- го вязкой жидкостью (водный раствор глицерина). В качестве тел шарообразной формы используются свинцовые или оловян- ные шарики.
Rc |
|
FC |
|
|
|
|
|
FВ |
L |
R |
v |
|
||
|
|
P |
Схема установки для определения коэффициента вязкости жидкости
32 |
17 |
Цель: Применяя законы Архимеда, Стокса и Ньютона, опреде- лить коэффициент внутреннего трения жидкости.
Рабочая формула: |
η = |
1 |
|
ρ − ρж |
g ×t ×d 2 |
|
|
||||
|
|
18 L |
|||
где η - коэффициент внутреннего трения жидкости; ρ - плот-
ность материала, из которого изготовлены шарики; ρж - плот- ность вязкой жидкости; g - ускорение свободного падения; L - длина пути; t - время движения; d - диаметр шариков.
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
1.Измерить диаметр шарика с помощью микрометрической линейки.
2.Измерить расстояние между метками на сосуде с глицери- ном.
3.Опуская шарики в жидкость, определить время их движения на пути L.
4.По рабочей формуле определить коэффициент вязкости жид- кости.
5.Опыт повторить 5 раз, данные занести в таблицу.
6.Полученный результат сравнить с табличным значением ко- эффициента внутреннего трения водного раствора глицери- на ηгл 0,21 (Па×с) при комнатной температуре.
Таблица результатов: Определение коэффициента вязкости глицерина
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
d, м |
d2, м2 |
|
η |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
η -ηi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
№ |
×10 |
-3 |
×10 |
-6 |
t, c |
Па×с |
(η −ηi ) |
|
|
η |
z% |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
åηi |
|
|
|
å( |
η |
−ηi )2 |
|
|
|
|
||||
Цель: Применяя законы и характеристики постоянного тока, проверить правильность соотношение: U = U1 + U2
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
1.Собрать электрическую цепь по схеме.
2.Произвести измерение напряжений на потребителях (элек- трических лампочках) при пяти различных положениях рео- стата.
3.Проверить соотношение U = U1 + U2 .
4.Данные занести в таблицу. Определить среднее значение на- пряжения U, относительную и абсолютную ошибку измере-
ний.
5.
Таблица результатов: Измерение напряжений и проверка соотношения U = U1 + U2
|
№ |
U1 |
U2 |
(U1+U2)=U |
|
|
|
|
|
-Ui |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h % |
||||
|
U |
|
|
(U -Ui )2 |
|
DU |
||||||||||||||||||||||
|
. |
B |
B |
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
åU |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- Ui )2 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
å(U |
||||||||||||||
Обработка результатов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
U = åUi |
|
DU = bn |
|
|
|
|
|
h = DU ×100% |
||||||||||||||||||||
|
å(Ui -U )2 |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Вывод |
|
|
|
|
|
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Результат: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
η = |
% |
|
||||||||||||
|
|
U = U |
± DU |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
18 |
31 |
Лабораторная работа № 8 СБОРКА И ВЫЧЕРЧИВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
ЦЕПЕЙ
Вопросы для подготовки:
Электрический заряд. Проводники 1 и 2 рода. Диэлектрики. Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Тео- рема Остроградского-Гаусса.
Потенциал электростатического поля. Разность потенциалов. Напряжение.
Электрический ток. Сила тока. Плотность тока.
Закон Ома для участка цепи. Сопротивление проводников. Закон Ома для замкнутой цепи.
Последовательное соединение проводников. Параллельное соединение проводников. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа.
Приборы и оборудование:
Источник постоянного тока, электроизмерительные и регулиро- вочные приборы, лампы накаливания, соединительные провода.
Электрическая схема:
+ |
- |
|
R |
V |
V |
|
30 |
Обработка результатов: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
η = åγ i |
Dη = βn |
|
|
ζ = η ×100% |
|||||||||||
å(ηi -η )2 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
i=1 |
η |
|
||||
Вывод: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
ζ = % |
η эксп. η табл. |
|||||||||
Результат: η = η |
± η ; |
||||||||||||||
19
Лабораторная работа № 6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА
ВЯЗКОСТИ ВОЗДУХА КАПИЛЛЯРНЫМ МЕТОДОМ
Вопросы для подготовки:
Явления переноса в газах. Уравнение переноса.
Диффузия в газах. Уравнение Фика. Коэффициент диффузии. Теплопроводность газов. Уравнение Фурье теплопроводности Вязкость газов. Уравнение Ньютона. Коэффициент вязкости. Столкновение молекул. Средняя длина свободного пробега.
Средняя скорость теплового движение молекул идеального газа. Закон Пуазейля.
ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ
Для определения коэффициента вязкости воздуха приме- няется установка ФПТ 1–1, состоящая из блока рабочего элемен- та 1, блока приборов 2, стойки 3, капилляра 4, реометра 5 и ма- нометра 6.Воздух в капилляр 4 нагнетается микрокомпрессором, размещенном в блоке приборов 2. Объёмный расход воздуха из- меряется реометром 5, его необходимое значение устанавлива- ется регулятором «ВОЗДУХ», который находится на передней панели блока приборов 2. Для измерения разности давлений воздуха предназначен U – образный манометр 6.
Цель: Изучить внутреннее трение воздуха как одно их явлений переноса. Определить коэффициент вязкости воздуха капилляр-
ным методом. |
|
|
|
|
η = |
π R4 |
P |
||
|
||||
Рабочая формула: |
8Q L |
|
||
|
|
|||
|
|
|
|
где η - коэффициент вязкости воздуха, R - универсальная газо-
вая постоянная, P - разность давлений в коленах манометра, Q - объемный расход воздуха, L = 0,1 м - длина капилляра.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
постоян- |
|
|
|
|
|
|
|
|
ключ |
ный ток, |
|
|
|
|
|
|
|
|
постоян- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(выключа- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тель) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
напряже- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ние |
|
|
|
|
R |
перемен- |
||||
|
|
|
|
ный ток, |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
резистор |
перемен- |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ное на- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пряжение |
R |
реостат (пе- |
C |
конденса- |
|
ременный ре- |
|
|
|
|
тор |
|
|
зистор) |
|
|
|
|
|
20 |
29 |