федеральное агентство по рыболовству

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«мурманский государственный технический университет»

В.С. Гнатюк, О.Ю. Ярова

Под ред. доктора техн. наук, профессора Н.Н. Морозова

Лабораторный практикум по механике и молекулярной физике

Допущено Учёным советом МГТУ

в качестве учебного пособия по дисциплине «Физика»

для студентов-бакалавров технических направлений и специальностей

Мурманск

2013

УДК 531 + 539.18/.19 (075.8)

ББК 22.2 + 22.36_я 73

Л 12

Гнатюк, В.С., Ярова, О.Ю. (под ред. доктора техн. наук, профессора Морозова Н.Н.). Лабораторный практикум по механике и молекулярной физике [Электронный ресурс]: электрон. учеб. пособие по дисциплине «Физика» для студентов-бакалавров технических направлений и специальностей. – Мурманск: Изд-во МГТУ, 2013. – 191 с.

Информрегистр № 0321301748

Аннотация: настоящее учебное пособие – лабораторный практикум – включает 14 лабораторных работ по механике и молекулярной физике, методические рекомендации о порядке выполнения работ, краткие сведения из теории погрешностей измерений физических величин, описания используемых измерительных приборов. Учебное пособие предназначено для студентов-бакалавров технических направлений и специальностей МГТУ.

The summary: the present manual - a laboratory practical work - includes 14 laboratory works on the mechanic and molecular physics, methodical recommendations for the order of performance of works, brief data from the theory of errors of measurements of physical sizes, descriptions of used measuring devices. The manual is intended for students-bachelors of technical directions and specialities of MGTU.

Рецензенты – кафедра физики, информатики и информационных технологий ФГБОУВПО «Мурманский государственный гуманитарный университет» (зав. кафедрой, канд. пед. наук, доцент Н.Ю. Королёва); В.С. Шолохов, канд. физ.-мат. наук, доцент.

Гнатюк Виктор Степанович

Ярова Ольга Юрьевна

Морозов Николай Николаевич

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО МЕХАНИКЕ

И МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКЕ

© Фгбоувпо Мурманский государственный технический университет 2013

© В.С. Гнатюк 2013

© О.Ю. Ярова 2013

оглавление

Введение…………………………………………………………………	5
Порядок выполнения лабораторных работ……………………………	6
Приборы для измерения линейных размеров тел…………………….	7
О погрешностях измерений……………………………………………..	13
Лабораторная работа № 3. Изучение законов равноускоренного движения тел……………………………………………………………	20
Лабораторная работа № 5. Проверка основного закона динамики вращательного движения………………………………………………	32
Лабораторная работа № 6. Определение ускорения свободного падения тел с помощью физического маятника……………………….	47
Лабораторная работа № 8. Определение моментов инерции твердых тел по периоду крутильных колебаний………………………………	57
Лабораторная работа № 12. Определение модуля сдвига вращающегося твердого тела при помощи крутильного маятника…	66
Лабораторная работа №14. Определение модуля Юнга………………	80
Лабораторная работа № 15.Изучение явления стоячих звуковых волн и определение скорости звука в воздухе……………………………….	87
Лабораторная работа № 17. Определение момента инерции маховика	98
Лабораторная работа № 19. Определение теплоемкости металлов методом охлаждения…………………………………………………	116
Лабораторная работа № 20. Определение коэффициента теплопроводности твердого тела………………………………………	123
Лабораторная работа № 21. Определение отношения теплоемкостей газа……………………………………………………………………….	130
Лабораторная работа № 22. Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом отрыва кольца……....	141
Лабораторная работа № 24. Определение коэффициента вязкости жидкости по методу Стокса……………………………………………	155
Лабораторная работа № 25. Изменение энтропии при нагревании и плавлении олова…………………………………………………………	166

Введение

Переход на бакалавриат, сокращение аудиторных часов требуют новых методических подходов и дополнительного методического обеспечения преподавания курса физики. Цель данного учебного пособия – помочь бакалаврам при прохождении физического лабораторного практикума.

Пособие содержит описание 14 лабораторных работ по механике, молекулярной физики и термодинамике и составлено так, чтобы бакалавры, проходящие физический практикум в лаборатории, могли самостоятельно освоить методику измерений; провести обработку и анализ полученных результатов, оценить погрешности измерений, оформить отчеты.

Все описания работ строго структурированы: указывается название работы, фамилия бакалавра – исполнителя работы, дата выполнения работы, фиксируются допуск к работе, её выполнение, зачет. Приводится унифицированная таблица приборов и материалов, применяемых в работе. Все это сразу же ориентирует студента на качественное выполнение работы.

Приступая к выполнению лабораторной работы, студент должен знать ее основные теоретические положения, понимать физические основы работы, представлять цель работы, последовательность действий при проведении измерений. Поэтому содержание описания работ разбито на три части:

1. основные понятия и законы, где подробно рассматриваются фундаментальные теоретические основы работы;

2. теория лабораторной работ, где теоретически обосновываются конкретные методы измерений, применяемые при выполнении работы;

3. измерения и обработка результатов.

В конце описания каждой лабораторной работы содержится ряд контрольных вопросов, служащих тестами на правильное понимание цели работы, физической теории, методики измерений и обработки данных.

В постановке лабораторных работ и написании методических указаний к ним в разное время принимали участие преподаватели и сотрудники кафедры физики МГТУ В.С. Гнатюк, П.Г. Луценко, В.А. Ларин, В.М. Панков, О.А. Никонов, Н.М. Путинцев, А.А. Остроумов, В.В. Садохов, А.В. Федотов и др.