- •Физика.
- •Содержание
- •Измерение физических величин и математическая обработка результатов измерений Понятие об измерении
- •Классификация измерений
- •Классификация погрешностей
- •Систематические погрешности, оценка их величины
- •Случайные погрешности прямых измерений
- •Суммирование погрешностей
- •Правила округления погрешности и результата измерения
- •Погрешности косвенных измерений
- •Контрольные вопросы
- •Определение ускорения силы тяжестипри свободном падении тела
- •Краткая теория
- •Методика проведения измерений и описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Определение ускорения свободного падения при помощи оборотного физического и математического маятников
- •Краткая теория
- •Методика проведения измерений и описание экспериментальной установки.
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Определение момента инерции твердого тела при помощи крутильного маятника
- •Краткая теория
- •Методика проведения измерений и описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Определение момента инерции тел с помощью маятника Максвелла
- •Краткая теория
- •Методика проведения измерений и описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Изучение законов вращательного движения с помощью маятника Обербека
- •Краткая теория
- •Методика проведения измерений и описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Определение средней длинны свободного пробега и эффективного диаметра молекул воздуха
- •Краткая теория
- •Методика проведения измерений и описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Определение коэффициента внутреннего трения жидкости методом падающего шарика (метод Стокса)
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Определение показателя адиабаты газа
- •Краткая теория
- •Устройство экспериментальной установки и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Определение изменения энтропии
- •Краткая теория
- •Устройство экспериментальной установки и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
Контрольные вопросы
Какое движение называется вращательным, поступательным.
Сформулируйте определение абсолютно твердого тела.
Сформулируйте определение угловой скорости. Как определяется ее направление?
Сформулируйте определение момента инерции материальной точки, тела произвольной формы. Является ли момент инерции аддитивной величиной?
Сформулируйте теорему Штейнера.
Сформулируйте определение момента силы относительно точки и относительно оси.
Сформулируйте определение момента импульса материальной точки относительно точки и относительно оси. Как определяется момент инерции тела конечных размеров.
Запишите основное уравнение динамики вращательного движения вокруг неподвижной оси в общем случае и для абсолютно твердого тела.
Сформулируйте определение центра масс твердого тела.
В чем заключается состояние безразличного равновесия тела.
Поему экспериментальная установка называется «маятником» Обербека?
При записи какой формулы в теоретическом введении использована теорема Штейнера? Расшифруйте использованные обозначения.
Какой смысл имеют слагаемые в уравнении (6.21)? Покажите, как на основе этого соотношения можно получить формулы для момента инерции тонкого стержня и тонкого диска?
В чем заключается аналогия величин и формул вращательного и поступательного движений?
Определение средней длинны свободного пробега и эффективного диаметра молекул воздуха
изучение явления внутреннего трения в газах.
специальная сосуд с капилляром, закрепленный в штативе, измерительная мензурка, линейка.
Краткая теория
Находясь в непрерывном тепловом движении, молекулы газа весьма часто (порядка 109 раз в секунду при нормальных условиях) сталкиваются друг с другом. Минимальное расстояние, на которое сближаются при соударении центры двух молекул, называется эффективным диаметром молекулы.
За время между двумя последовательными столкновениями молекула в среднем проходит путь , который называется средней длиной свободного пробега. В соответствии с молекулярно-кинетической теориейd исвязаны соотношением:
, (7.1)
где – концентрация молекул газа.
За счет участия в хаотическом тепловом движении молекулы газа переходят из одних точек пространства в другие, перенося с собой присущие им массу, энергию и импульс. Это обусловливает возможность существования в газе явлений переноса, а именно диффузии, теплопроводности и внутреннего трения, которые обусловлены неодинаковостью в различных точках пространства соответственно концентрации молекул данногог сорта, средней кинетической энергии молекул и импульса, связанного с их направленным движением.
В частности, явление внутреннего трения проявляется в том, что, если скорость направленного движения молекул в потоке газа меняется от слоя к слою, то на границе между двумя слоями действует сила
, (7.2)
где – коэффициент внутреннего трения в газе;
– градиент скорости в направлении осиz, перпендикулярной к поверхности раздела слоев;
– площадь поверхности, к которой приложена сила.
Коэффициент внутреннего трения определяется выражением
, (7.3)
где – плотность газа;
– средняя скорость теплового движения молекул.
На основе формул (7.2) и (7.3) можно получить соотношения, позволяющие по экспериментально измеряемым макроскопическим величинам вычислять микроскопические параметры и.