- •1 Теоретичні відомості
- •1.1 «Інструкція № 45 «з охорони праці для курсантів під час проведення лабораторних та практичних занять з фізики»».
- •1. Загальні вимоги безпеки
- •2. Вимоги безпеки перед початком робіт
- •3. Вимоги безпеки під час проведення лабораторних і практичних занять.
- •4. Вимоги безпеки по закінченню роботи
- •5. При виникненні надзвичайних ситуацій
- •1.2 Інструкція з пожежної безпеки
- •1.3 Методичні рекомендації до підготовки, виконання, оформлення та захисту звіту лабораторних робіт.
- •1.3.1 Мета і задачі лабораторних занять
- •1.3.2 Організаційні принципи проведення лабораторних занять.
- •1.3.3 Методичні рекомендації до підготовки і виконання лабораторних робіт.
- •1.3.3.2 Методика проведення експериментальних досліджень. Отримання дозволу на виконання лабораторної роботи.
- •1.3.3.3 Обробка результатів експерименту та оформлення звіту
- •2. Завдання
- •3. Виконання лабораторної роботи.
- •4. Контрольні запитання та завдання. 4.1 Контрольні запитання.
- •4.2 Контрольні завдання
- •1. Теоретичні відомості
- •1 .1 Основні поняття та закономірності кінематики поступального руху. 1.1.1 Основні поняття.
- •1.1.2 Основні закономірності
- •1.2 Основні поняття та закономірності динаміки поступального руху. 1.2.1 Основні поняття
- •1.2.2 Основні закономірності
- •1.3 Механічна енергія та робота
- •2. Будова та принцип дії лабораторного пристрою «машина Атвуда» фм-11м
- •2.1 Будова пристрою фм-11м
- •2.2 Теоретичні основи та принцип дії пристрою фм-11м
- •1. Визначення прискорення тіл.
- •2. Визначення імпульсу сили та зміни імпульсу системи тіл. Імпульс сили f за час її дії tе знаходиться згідно формули (3):
- •3. Визначення енергії тіл на початку і в кінці їх руху
- •3.2 Завдання
- •3.2.1 Виконання експериментальних досліджень.
- •3.2.2 Виконання розрахунків та побудова графіків.
- •3.2.3 Аналіз результатів досліджень та висновки
- •4. Контрольні запитання та завдання
- •4.1 Контрольні запитання
- •4.2 Контрольні завдання
- •1.Теоретичні відомості
- •1.1 Основні поняття та закономірності.
- •1.1.1 Основні поняття.
- •1.1.2 Основні закономірності
- •2. Будова та принцип дії лабораторного пристрою «Співудар куль» фм-17м.
- •2.1 Будова пристрою фм-17м.
- •2.2 Теоретичні основи та принцип дії пристрою фм-17м.
- •3.1.2.2 Перевірка загальної працездатності обладнання
- •3.2 Завдання
- •3.2.1 Виконання експериментальних досліджень. Дослідження №1.
- •3.2.2 Виконання розрахунків та побудова графіків.
- •3.2.3. Аналіз отриманих результатів та висновки
- •4. Контрольні запитання та завдання 4.1 Контрольні запитання
- •4.2 Контрольні завдання
- •1. Теоретичні відомості
- •1.1 Основні поняття та закономірності кінематики обертального руху. 1.1.1 Основні поняття.
- •1.1.2 Основні закономірності.
- •1.2 Основні поняття та закономірності динаміки обертального руху 1.2.1 Основні поняття
- •1.2.2 Основні закономірності
- •1.3 Механічна енергія
- •2. Будова та принцип дії лабораторного пристрою «Маятник Обербека» фм-14м
- •2.1 Будова пристрою фм-14м
- •2.2 Теоретичні основи та принцип дії пристрою фм-14м
- •3. Виконання досліджень 3.1 Підготовка обладнання.
- •3.1.2 Перевірка працездатності обладнання.
- •3.2 Завдання:
- •3.2.1 Виконання експериментальних досліджень
- •3.2.2 Виконання розрахунків та побудова графіків
- •3.2.3 Аналіз результатів досліджень та висновки
- •4. Контрольні запитання та завдання 4.1 Контрольні запитання
- •4.2 Контрольні завдання
- •1. Теоретичні відомості
- •1.1 Основні поняття та закономірності кінематики обертального руху.
- •1.1.1 Основні поняття.
- •1.1.2 Основні закономірності
- •1.2 Основні поняття та закономірності динаміки обертального руху. 1.2.1 Основні поняття
- •1.2.2 Основні закономірності
- •1.3 Механічна енергія
- •2. Будова, теоретичні основи та принцип дії пристрою «Гіроскоп» фм-18м
- •2.1 Будова пристрою фм-18м
- •3. Виконання досліджень 3.1 Підготовка обладнання
- •3.1.1 Огляд обладнання
- •3.1.2 Перевірка працездатності обладнання
- •3.2 Завдання
- •3.2.1 Виконання експериментальних досліджень
- •3.2.2 Виконання розрахунків та побудова графіків.
- •3.2.3 Аналіз результатів дослідження та висновки
- •4. Контрольні запитання та завдання 4.1 Контрольні запитання
- •4.2 Контрольні завдання
1.Теоретичні відомості
1.1 Основні поняття та закономірності.
1.1.1 Основні поняття.
Імпульс тіла
Імпульс сили
p
u
= m (1)
Fdt (2)
Енергія E – кількісна міра руху і взаємодії всіх видів матерії. Енергія є скалярною функцією стану матерії.
Механічна енергія E – кількісна міра механічного руху і взаємодії тіл. Кінетична енергія EK – кількісна міра механічного руху тіл. Потенціальна енергія EП – кількісна міра взаємодії тіл зумовленої
консервативними силами.
Робота A – кількісна міра енергії, яка передається від одного тіла до іншого при їх механічній взаємодії.
A
1
= E2 − E (3)
43
m
1.1.2 Основні закономірності
Примітка: при подвійній індексації параметрів перший індекс показує номер тіла, а другий – його стан.
З
)
(
другого закону Ньютона
F
m
u
d
dp
= ma = m dt = d dtu = dt , слідує dp = Fdt
З
міна імпульсу dp рівна імпульсу Fdt зовнішніх сил.
П
1
ри відсутності зовнішніх сил F = 0, Fdt = 0, а значить і dp = 0 , p = p2 = p −сталий (4)Тобто, якщо на тіло не діють зовнішні сили, то його імпульс з часом не змінюється (закон збереження імпульсу тіла).
І
1
мпульс системи тіл рівний векторній сумі імпульсів окремих тіл системи p = p + p2 +...+ pn (5)
Якщо сума всіх зовнішніх сил, які діють на тіла системи, рівна нулю F = 0 (система замкнута), то сума імпульсів тіл системи залишається сталою
п
ри будь-яких механічних взаємодіях між тілами (закон збереження імпульсу системи тіл)p
1 1
1 + p21 +...+ pn1 = p 2 + p22 +...+ pn2 (6) Якщо центри мас взаємодіючих тіл до і після взаємодії лежать на однійпрямій (удар центральний), то закон збереження імпульсу (6) можна записати в скалярному виді.
Н
p p
u
u
u
u
m
m
m
m
априклад, для двох тіл 11 ± p21 = 12 ± p22 , а враховуючи (1) маємо: 1 11 ± 2 21 = 1 12 ± 2 22 (7)Механічна енергія тіла рівна сумі його кінетичної та потенціальної енергій
E = EK + EП
Кінетична енергія тіла масою
(8)
m, що рухається з швидкістю u,
в
u
изначається формулою
2 EK = 2
Потенціальна енергія тіла масою
(9)
m в полі земного тяжіння, яке
знаходиться на висоті h, визначається формулою (при невеликих h)
EП = mgh (10)
44
=
д
м
е g = 9,81с2 – прискорення вільного падіння Потенціальна енергія пружно деформованого тіла
EП
kx2
2
(11)
д
е k – коефіцієнт пружності матеріалу тіла, х – величина деформації.
Е
лементарна робота dA, яку здійснює сила F при переміщенні тіла на
в
ідстань dr , рівна:
d
S S
A = òdA =òFcosadS (12) 0 0
З виразу роботи (3), також слідує
A
1 1
= E 2 − E 1 = ∆E , (13)
д
E
E
е 11 і 12 – механічна енергія тіла на початку і в кінці його руху відповідно.Якщо між тілами системи діють тільки консервативні сили, то рівняння (13) має місце і для системи n тіл
A
1
= ∆E + ∆E2 +...+ ∆En (14)
Тобто, робота рівна зміні механічної енергії системи тіл.
Д
1
ля замкнутої системи тіл результуюча зовнішня сила F = 0 і A = 0. В цьому випадку ∆E + ∆E2 +...+ ∆En = 0.
Тобто сумарна механічна енергія замкнутої системи тіл з часом не змінюється, а тільки перетворюється з одного виду в інший, або передається від одного тіла до іншого тіла цієї ж системи (закон збереження механічної енергії)
1
E E
консервативні сили (сили пружності), то за межами дії цих сил тіла володіють тільки кінетичними енергіями і закон збереження механічної енергії для двох тіл має вид:
EК11 + EК21 = EК12 + EК22 або
45
u
u
u
u
m
m
m
m
+ = +
2 2 2 2 1 11 2 21 1 12 1 22
2 2 2 2
, (16)
де EK11 , EK21 та EK12, EK22 – кінетичні енергії першого і другого тіла до та після взаємодії, відповідно.
Якщо в системі тіл між тілами діють неконсервативні сили (наприклад
тертя, непружні деформації та ін.), то частина механічної енергії перетворюється в немеханічний вид ∆E (тепло) і рівняння (16) приймає вид:
2
u
u
u
u
m
m
m
m
2 2 21
2 2 2 2
11 + 2 21 = 1 12 + 1 22 + ∆E (17)