
- •Мурманский государственный технический университет, 2013
- •Введение
- •Порядок выполнения лабораторных работ
- •Приборы для измерения линейных размеров тел
- •Миллиметровая линейка
- •Штангенциркуль
- •Как пользоваться штангенциркулем
- •Микрометр
- •Отсчет показаний
- •О погрешностях измерений
- •Методика статистической обработки результатов прямых измерений
- •Порядок операций при обработке результатов серии измерений
- •При косвенных измерениях:
- •Правильно Неправильно
- •Лабораторная работа № 1 Изучение законов равноускоренного движения тел
- •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
- •Змерения и обработка результатов
- •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 № 2
- •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 № 3
- •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 № 4
- •Теоретические сведения
- •1.Основные понятия и законы Гармонические колебания
- •Момент инерции
- •Момент силы
- •2. Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 5
- •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 № 6
- •Теоретические сведения
- •1.Основные понятия и законы Деформация
- •Закон Гука
- •Механическое напряжение
- •Диаграмма растяжения
- •2. Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •Описание установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Окончательный результат:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 7
- •Цель работы: Ознакомиться с явлением возникновения стоячих звуковых волн и определить опытным путем скорость звука в воздухе.
- •Основные понятия и законы Упругие волны. Длина волны
- •Гармоническая волна
- •Бегущая волна
- •Интерференция волн
- •Стоячие волны
- •2. Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 8 Определение момента инерции маховика
- •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 № 9
- •Теоретические сведения
- •.2. Теория лабораторной работы
- •Описание установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 10 Определение коэффициента теплопроводности твердого тела
- •Теоретические сведения .1. Основные понятия и законы
- •Теплопроводность в твердых телах
- •Уравнение теплопроводности
- •Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •Описание установки
- •Измерение и обработка результатов
- •Контрольные вопросы:
- •Литература
- •Лабораторная работа № 11 Определение отношения теплоемкостей газа
- •Цель работы: Найти величину отношения cp /cv для воздуха.
- •Теоретические сведения .1. Основные понятия и законы Теплоёмкость
- •Удельная и молярная теплоёмкости
- •Изотермический процесс
- •Адиабатный процесс
- •.2. Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Окончательный результат:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 12
- •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 № 13 Определение коэффициента вязкости жидкости по методу Стокса
- •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
- •Описание установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 14 Изменение энтропии при нагревании и плавлении олова
- •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
- •Фазовые переходы
- •Второе начало термодинамики и «тепловая смерть Вселенной»
- •Измерение энтропии
- •2.Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
Контрольные вопросы
1.Что называется волной?
2.Приведите определения поперечной и продольной волны.
3.Что называется амплитудой, периодом и частотой колебаний?
4.Какая волна называется бегущей? Напишите уравнение бегущей волны.
5.Что называется длиной бегущей волны?
6.Напишите формулу, связывающую скорость, длину и частоту волны.
7.Сформулируйте принцип суперпозиции волн.
8.Какие колебания называются когерентными?
9.Какое явление называется интерференцией волн?
10.Объясните возникновение стоячих волн.
11.Напишите уравнение стоячей волны.
12.Объясните, почему стоячая волна не переносит энергии?
13.Что называется узлом, что называется пучностью стоячей волны?
14.Напишите формулу, связывающую длину бегущей и стоячей волн.
15.Что называется дисперсией волн?
Литература
1.Савельев И.В. Курс общей физики: В 3-х т. М.: Наука,1982. Т.1.
2.Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высш. Школа, 1985.
3.Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука, 1985.
Лабораторная работа № 8 Определение момента инерции маховика
Выполнил студент ______________, группа ___________, дата ___________.
Допуск ______________
Выполнение __________
Зачет ________________
Цель работы: Изучить законы вращательного движения твердого тела.
Приборы и материалы
-
№
п\п
Наименование прибора
Цена
деления
Предел измерения
(хmax)
Точность отсчета
(Δхпр)
1
Маховик
-
-
-
2
Нить и гиря
-
-
-
3
Секундомер
Теоретические сведения .1. Основные понятия и законы Кинематика вращательного движения
При поступательном движении тела все его точки движутся по одинаковым траекториям и в каждый данный момент они имеют равные скорости и равные ускорения. Поэтому поступательное движение тела задают движением какой-либо одной точки, обычно движением центра тяжести.
Вращательное движение тела нельзя отождествить с движением какой-либо одной его точки. Различают следующие виды вращательного движения: вращение вокруг неподвижной оси, вращение вокруг свободных осей, вращение вокруг неподвижной точки – полюса (гироскопы, волчки), плоское движение (качение шара, цилиндра по горизонтальной поверхности).
Будем рассматривать только вращение тела вокруг неподвижной оси. В этом случае ось вращающегося тела (маховика дизеля, ротора электродвигателя, шпинделя станка, лопастей вентилятора и т. п.) в процессе движения занимает в пространстве относительно окружающих неподвижных тел одно и то же место.
Вращательным называется движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной прямой – оси вращения.
Вращение твердого тела описывается углом поворота φ(t), на который повернулось тело за время t.
Угловая скорость – векторная величина, характеризующая быстроту вращения тела, которая равна производной от угла поворота тела по времени t:
,
d – угол поворота тела за малое время dt.
Угловая скорость является векторной величиной. Вектор угловой скорости может быть приложен к любой точке мгновенной оси и направлен в каждый момент времени по мгновенной оси, так, чтобы, смотря навстречу этому вектору, видеть вращение тела происходящим против движения часовой стрелки (рис. 1).
Рис. 1.