Механика

Тема 1. Измерение скорости полета пули

Название темы достаточно условно и везде далее под пулей следу­ет подразумевать любое быстро движущееся тело: хоккейную шайбу, стрелу, выпущенную из лука, "пулю" игрушечного пружинного ружья или пистолета и т.п.

Скорость полёта пули обычно достигает значительной величины. Так у духового ружья, например, она, составляет 150-200 м/с. Прямое измерение скорости пули по формуле v = s/t, где s - измеряемое рас­стояние, t - измеряемое время полёта, требует разработки специаль­ной аппаратуры. Гораздо проще измерять скорость пули косвенными методами, используя, например, неупругие соударения. В результате такого столкновения с неподвижным телом большой массы оба тела продолжают движение как единое целое с гораздо меньшей скоростью. Если измерить сравнительно небольшую скорость тела, то по извест­ным законам механики можно вычислить и скорость пули.

Задание

1. Разработать и описать методику измерения скорости полета пу­ли, дав достаточно подробное теоретическое обоснование методики из­мерения. Дать рисунок или чертеж схемы эксперимента. Дать анализ погрешностей (ошибок) измеряемых величин.

2. Провести достаточно подробную обработку результатов измере­ний с указанием погрешностей.

Литература

1. Кикоин И.К., Кикоин А.К. Физика 9. Просвещение. Москва, 1994.

2. Физика 10. Под редакцией Пинского А.А. Просвещение. Москва,1995.

3. Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики, том 3. Наука.Москва, 1995

Тема 2. Определение параметров отклонения формы Земли от шарообразной

Земля из-за собственного вращения сплющена со стороны полюсов. Землю с достаточной степенью приближения можно считать жидким телом, заключенным в эластичную оболочку в виде земной коры.

Задание

1. Оценить величину отклонения формы Земли от шарообразной, т.е. оценить величину отношения разности диаметров Земли в эква­ториальной плоскости и вдоль оси вращения к диаметру в экватори­альной плоскости.

2. Дать анализ погрешности (ошибки) полученного результата.

Литература

1. Матвеев А.Н. Механика и теория относительности. М.: Высшая школа, 1986. 320 с.

Тема 3. Определение массы атмосферы Земли и других планет

Задание

1. Оценить массу атмосферы Земли, зная радиус Земли, ускорение свободного падения и атмосферное давление у поверхности Земли.

2. Дать анализ погрешности (ошибки) полученного результата.

3. Какие другие возможные наборы параметров планет, включая Землю, нужны для оценки массы атмосферы этих планет?

Литература

1. Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики, том 1. Наука. Москва, 1995.

Термодинамика и молекулярная физика

Тема 4. Измерение и исследование поверхностного натяжения. Измерение и исследование поверхностного натяжения мыльных пленок.

Коэффициент поверхностного натяжения жидкостей обычно опре­делятся двумя способами: или через поверхностную энергию единицы площади поверхности, или через силу, действующую на единицу дли­ны границы раздела между поверхностью жидкости и поверхностью тела, ограничивающей жидкость.

Большинство способов экспериментального измерения коэффици­ента поверхностного натяжения исходят из силовой характеристики поверхностного натяжения, используя эффект смачиваемости поверх­ности твердого тела жидкостью.

Задание 1

1. Разработать и описать методику измерения коэффициента по­верхностного натяжения жидкостей, дав достаточно подробное теоре­тическое обоснование методики измерения. Дать рисунок или чертеж схемы эксперимента. Дать анализ погрешностей (ошибок) измеряемых величин.

2. Провести достаточно подробную обработку результатов измере­ний с указанием погрешностей.

Мыльные плёнки - прекрасный объект исследования интерфе­ренционных явлений. Именно их радужная окраска так привлекает внимание человека. Легче всего создать мыльную плёнку с помощью 10% раствора любого шампуня. Такой раствор позволяет создать дол­го живущий пузырь. Для исследований пузырь лучше всего поместить в достаточно большой сосуд конической формы, например, в стакан или колбу и закрыть прозрачной крышкой. На дно сосуда полезно на­лить немного того же мыльного раствора.

Задание 2

1. Исследуйте характер изменения толщины плёнки. Предложите методику определения толщины. Объясните, для чего на дно сосуда лучше налить немного мыльного раствора?

2. С течением времени в разных местах пленки появляются тёмные участки, называемые ньютоновской плёнкой. Опишите и исследуйте появление и динамику роста ньютоновских плёнок. Объясните при­чину изменения толщины плёнки. Предложите способ "управления" толщиной плёнки. Исследуйте динамику поведения плёнки при разных температурах и углах наклона сосуда. Дайте физическую интерпрета­цию наблюдаемых явлений.

3. Проведите обработку результатов измерений с указанием по­грешностей.

Литература

1. Физика 10. Под редакцией Пинского А.А. Просвещение, Москва, 1995.

2. Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев. Физика 11. Просвещение, Москва, 1994.

3. Физика 11. Под редакцией Пинского А.А. Просвещение, Москва, 1995.

4. Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики, том 3. Наука, Москва, 1995.

5. Гегузин Я.Е. Пузыри. Библиотечка "Кванта", вып.46, Москва, 1985.