Проверка условия равновесия неподвижного блока

Цель: установить условие равновесия неподвижного блока.

Оборудование: блок, штатив с лапкой и муфтой, груз на нити (m ≥102 г), динамометр.

Схема опыта

Е сли ось блока закреплена, блок называется неподвижным

M ₁ = M₂ – условие равновесия

M ₁ = P · r; M₂ = F · r, т.е в состоянии равновесия

б лока моменты сил равны, следовательно

P = F

Ход опыта:

1. Определить динамометром вес Р груза на нити;

2. Закрепить блок в лапке штатива;

3. Перебросить через блок нить, один конец которой связан с грузом, а другойс динамометром;

4. Удерживая динамометром систему в равновесии, определить силу упругости F_упр пружины динамометра.

Вывод:

Результат опыта F_упр = P

Неподвижный блок не дает выигрыша в силе, а лишь меняет ее направление.

Билет № 11

Проверка выполнения уравнения теплового баланса

Цель: проверить выполнение закона сохранения и превращения энергии в тепловых явлениях.

Оборудование: термометр лабораторный, калориметр, мензурка, колба с водой, горячая вода, стакан.

Схема опыта

Q = cm (t₂ – t₁) – теплота необходимая для нагревания тела.

[с] = Дж/(кг·ºС) – удельная теплоемкость – это физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать 1 кг данного вещества, чтобы изменить его температуру на 1 ºС.

Уравнение теплового баланса

|Q_отд| = Q_пол

Количества теплоты, отдаваемое более нагретыми телами, равно количеству теплоты, получаемому более холодными.

Условие: погрешность измерений будет меньше при быстром выполнении всех операций.

Ход опыта

1. Отмерить мензуркой объем V₁ = 100 мл воды комнатной температуры и перелить ее в стакан (1 мл = 1 см³ = 1· 10^-6 м³; ρ = 1000 кг/м³; m = ρ·V);

2. Измерить температуру t₁ воды в стакане;

3. Отмерить мензуркой объем V₂ = 100 мл горячей воды и перелить ее в калориметр;

4. Измерить температуру t₂ воды в калориметре;

5. Не вынимая термометра, влить в калориметр воду из стакана;

6. Перемешивая термометром воду, определить установившуюся в калориметре температуру t воды;

7. По уравнению теплового баланса

|Q_отд| = Q_пол

m₁(t – t₁) = m₂ (t₂ – t), т.к. m₁ = m₂,

то t – t₁ = t₂ – t – проверить выполнение равенства.

Вывод:

Билет № 2 (п.у)

Расчет сопротивления шунта и измерение силы тока амперметром с шунтом

Цель: измерить силу тока в n раз большую, чем та, на которую рассчитан амперметр.

Оборудование: школьный лабораторный миллиамперметр (I_max = 5 мА), лабораторный амперметр, реостат (6 Ом), мультиметр (омметр), штангециркуль, медная проволока диаметром 0,5 – 0,7 мм, соединительные провода, измерительная лента

Схема опыта

I = I_а + I_ш – при параллельном соединении

U_а = U_ш

I_а·R_а = I_ш·R_ш

I_ш = I_а· (R_а/R_ш)

I = I_а + I_а· (R_а/R_ш) = I_а· (1 + R_а/R_ш)

I/I_а – 1 = R_а/R_ш

(I – I_а)/I_а = R_а/R_ш

R_ш = R_а·I_а/(I – I_а),

где I – сила тока которую нужно измерить.

Условие: для существенного увеличения диапазона измерений необходимо, чтобы сопротивление шунта R_ш было во много раз меньше сопротивления амперметра R_а. Следует иметь в виду, что цена деления прибора при шунтировании его сопротивлением R_ш увеличится в n раз (n = I/I_а )

Ход опыта

1. Измерить омметром сопротивление R_а миллиамперметра;

2. Рассчитать сопротивление шунта по формуле