- •Мурманский государственный технический университет, 2013
- •Введение …………………………………………………………………………...5 Лабораторная работа № 3. Изучение законов равноускоренного движения тел…………………………………………………………………………………..…20
- •Введение
- •Порядок выполнения лабораторных работ
- •Приборы для измерения линейных размеров тел
- •Миллиметровая линейка
- •Штангенциркуль
- •Как пользоваться штангенциркулем
- •Микрометр
- •Отсчет показаний
- •О погрешностях измерений
- •Порядок операций при обработке результатов серии измерений
- •При косвенных измерениях:
- •Лабораторная работа 3 Изучение законов равноускоренного движения тел
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения
- •Основные понятия и законы Скорость
- •Ускорение
- •Ускорение точки при прямолинейном движении
- •Законы Ньютона
- •Первый закон Ньютона
- •Второй закон Ньютона
- •Третий закон Ньютона
- •.2. Теория лабораторной работы
- •У стройство и принцип действия прибора Атвуда
- •Следовательно, ускорение системы
- •Проверка формулы пути
- •Журнал наблюдений 1
- •Расчет погрешностей измерений:
- •2. Проверка формулы скорости
- •Журнал наблюдений 2
- •.3. Проверка второго закона Ньютона
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа 5
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения
- •Основные понятия и законы Кинематика вращательного движения
- •Равномерное вращательное движение
- •Неравномерное вращение
- •Равнопеременное вращение
- •Связь линейных и угловых характеристик
- •Момент инерции
- •Момент силы
- •Момент импульса
- •Основное уравнение динамики вращательного движения
- •Аналогия между поступательным и вращательным движениями
- •Теория лабораторной работы Устройство и принцип действия маятника Обербека
- •Измерения и обработка результатов
- •По формуле определить угловое ускорение 1, по формуле
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа 6
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения
- •Основные понятия и законы Свободное падение
- •Механические колебания
- •– По характеру взаимодействия с окружающей средой:
- •Гармонические колебания
- •Физический маятник
- •2. Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа 8
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения
- •1.Основные понятия и законы Гармонические колебания
- •Момент инерции
- •Момент силы
- •2. Теория лабораторной работы
- •И змерения и обработка результатов
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа 12
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения
- •Основные понятия и законы Деформация
- •Механическое напряжение
- •Закон Гука
- •Диаграмма растяжения
- •Кручение
- •2. Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •Описание установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Литература
- •Лабораторная работа № 14
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения
- •1.Основные понятия и законы Деформация
- •Закон Гука
- •Механическое напряжение
- •Диаграмма растяжения
- •2. Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •Измерения и обработка результатов
- •Журнал наблюдений
- •Окончательный результат:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа 15
- •Цель работы: Ознакомиться с явлением возникновения стоячих звуковых волн и определить опытным путем скорость звука в воздухе. Приборы и материалы
- •Теоретические сведения
- •Основные понятия и законы Упругие волны. Длина волны
- •Гармоническая волна
- •Бегущая волна
- •Интерференция волн
- •Стоячие волны
- •2. Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Окончательный результат:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа 17 Определение момента инерции маховика
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения .1. Основные понятия и законы Кинематика вращательного движения
- •Равномерное вращательное движение
- •Неравномерное вращение
- •Равнопеременное вращение
- •Связь линейных и угловых характеристик
- •Момент инерции
- •Момент силы
- •Момент импульса
- •Основное уравнение динамики вращательного движения
- •.2. Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •Описание установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Расчет погрешностей измерений:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа 19
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения
- •.2. Теория лабораторной работы
- •Описание установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Определение коэффициента теплопроводности твердого тела
- •Теоретические сведения .1. Основные понятия и законы Явления переноса
- •Теплопроводность в твердых телах
- •Уравнение теплопроводности
- •Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •О писание установки
- •Измерение и обработка результатов
- •Контрольные вопросы:
- •Литература
- •Лабораторная работа 21 Определение отношения теплоемкостей газа
- •Цель работы: Найти величину отношения cp /cv для воздуха. Приборы и материалы
- •Теоретические сведения .1. Основные понятия и законы Теплоёмкость
- •Удельная и молярная теплоёмкости
- •Адиабатный процесс
- •.2. Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Окончательный результат:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа 22
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения .1. Основные понятия и законы
- •1.1 Строение жидкости
- •1.2 Поверхностное натяжение
- •1.3. Коэффициент поверхностного натяжения
- •1.4. Определение коэффициента поверхностного натяжения
- •.2. Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •Измерения и обработка результатов
- •Расчет погрешностей измерений:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа 24 Определение коэффициента вязкости жидкости по методу Стокса
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения /1.Основные понятия и законы Явление внутреннего трения (вязкость)
- •Влияние температуры на вязкость
- •Сила вязкого трения
- •Вязкость газов
- •.2. Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •О писание установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Журнал наблюдений
- •Литература
- •Лабораторная работа 25 Изменение энтропии при нагревании и плавлении олова
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения
- •1.Основные понятия и законы Термодинамическая фаза. Фазовый переход
- •Плавление твердых тел
- •Обратимые и необратимые процессы
- •Второй закон термодинамики
- •Энтропия
- •Термодинамический подход
- •Закон возрастания энтропии
- •Статистический подход
- •Второе начало термодинамики и «тепловая смерть Вселенной»
- •Измерение энтропии
- •2.Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •Измерения и обработка результатов
- •Журнал наблюдений
- •Контрольные вопросы
- •Литература
Порядок выполнения лабораторных работ
Допуск. Для получения допуска к выполнению лабораторной работы бакалавр должен знать: требования техники безопасности; цель работы; порядок ее выполнения. В лабораторной тетради необходимо подготовить формуляр лабораторного отчета, содержащий:
номер и название лабораторной работы;
цель работы;
используемые приборы и принадлежности;
упрощенную схему установки;
краткий конспект по теории;
краткое описание метода измерений с расчетными формулами;
таблицы для внесения результатов измерений.
Выполнение. Приступая к выполнению лабораторной работы, необходимо убедиться в наличии всех необходимых принадлежностей. С оборудованием следует обращаться аккуратно, в случае неисправности прибора немедленно обратиться к преподавателю или заведующему лабораторией. Преподаватель руководит экспериментальной работой бакалавра, записью результатов измерений. По окончании измерений необходимо выключить электроприборы и сдать принадлежности заведующему лабораторией. Работа в лаборатории заканчивается выполнением предварительных расчетов. Окончание экспериментальной части работы отмечается преподавателем в учебной карточке и лабораторной тетради бакалавра.
Отчет. К следующему занятию бакалавр самостоятельно заканчивает оформление отчета: обработку полученных экспериментальных данных, расчет погрешностей прямых и косвенных измерений, построение графиков. Отчет должен заканчиваться выводом, содержащим анализ результатов эксперимента, сопоставление их с аналогичными результатами в таблицах, справочниках и т.п. и объяснением причин возможных отклонений. Отметка о выполнении бакалавром отчета заносится преподавателем в учебную карточку и лабораторную тетрадь.
Защита. Бакалавр должен ответить на вопросы по теории в части, касающейся данной лабораторной работы, обосновать принятую методику измерений и обработки данных, вывести самостоятельно расчетные формулы. Выполнение работы на этом завершается, выставляется итоговая оценка за работу.
Приборы для измерения линейных размеров тел
Миллиметровая линейка
Всем известная миллиметровая линейка (рис.1) пригодна для измерения самых разнообразных деталей. Цена деления линейки С = 1 мм = 10-3 м; точность отсчета Δхпр. = ± 0,5 мм = ± 0,5•10-3 м. Однако по такой линейке можно отсчитать только целое число миллиметров. А миллиметр при современных точностях обработки стал весьма большой единицей длины, поэтому линейку применяют только для грубых измерений.
Совмещение двух линеек в более совершенном инструменте - штангенциркуле позволяет измерить размеры с точностью до 0,1 мм.
Штангенциркуль
Штангенциркуль – инструмент для линейных измерений наружных размеров деталей и заготовок и отверстий в них.
Представляет собой металлическую линейку (штангу) с упорами (губками) на одном конце для измерения внутренних (верхние губки) и наружных (внутренние губки) размеров. По линейке перемещается ползунок с такими же, как у линейки, упорами и штырём-глубиномером, скользящим по специальному жёлобу в теле линейки.
Ползун имеет вспомогательную шкалу (нониус), совмещённую с основной шкалой линейки (рис.2). Деления нониуса нанесены так, что при перемещении ползуна на 0.1 мм с одним из делений основной шкалы совпадает первое деление нониуса, на 0.3 мм – третье, на 0.7 мм – седьмое, на 1 мм – десятое деление нониуса. Штангенциркули обеспечивают точность измерений не ниже 0.1 мм, а некоторые – до 0.02 мм.
Так как штангенциркуль оснащен нониусом, то точность отсчета по прибору совпадает в этом случае с ценой деления нониуса.
Рис.2: 1 – штанга; 2 – ползун; 3 – нониус; 4 – верхние губки; 5 – нижние губки; 6 – глубиномер; 7 – стопорный винт; 8 – деталь, заготовка.
