ББК 22.2 я7
м49
Баспаға Л.Н: Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетiнiң Ғылыми-әдiстемелiк кеңесi ұсынған
Пікір жазғандар:
физика-математика ғылымдарының докторы,
профессор Жәйшібеков Нұрболат Жұмабекұлы
педагогика ғылымдарының кандидаты,
доцент Кенжебеков Бораш Тілеубердіұлы.
Балабеков Қ.Н., Донбаев Қ.М., Жүнісбеков А.М., Қанымғазиева И.А., Киселев Б.Г.
Механика бөліміне арналған зертханалық жұмыстар жинағы. Оқу құралы.-М49 Астана: Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия Ұлттық университеті, 2005. – 162 бет.
ISBN 9965-470-86-3
Оқу құралында оқу жоспарының бағдарламасына сәйкестендірілген механика бөліміне арналған 13 зертханалық жұмыстар жинағы қазақ және орыс тілдеріндеберілген. Әр зертханалық жұмыс әр түрлі тәжірибелік қондырғыларда орындалатын бірнеше жаттығулардан тұрады. Сонымен қатар әр жұмыс мазмұнына жұмыстың орындалу тәртібі, теориядан қысқаша түсінік, жұмысты тапсыруға арналған сұрақтар тізімі енгізілген.
Орыс және қазақ тілдерінде дайындалған оқу құралы жоғары оқу орындарының студенттеріне арналған.
В учебном пособие согласно программе учебного плана приведены 13 лабораторных работ по механике на русском и казахском языках. Каждая лабораторная работа состоит из нескольких упражнении, которые проводятся на разных экспериментальных установках. Также в содержание каждой работы входит порядок выполнения работы, краткая теоретическая часть и перечень вопросов для зачета.
Учебное пособие подготовленное на русском и казахском языках посвящено для студентов ВУЗа.
ББК 22.2 Я7
М
© Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева., 2005
Мазмұны
1.Кіріспе …………………………………………………………………………4
2. Өлшеу қателіктері……..………...……………………………………….5
3. № 1 Зертханалық жұмыс “Өлшеу қателіктерін есептеп үйрену”……….…14
4. № 2 зертханалық жұмыс “Заттардың тығыздығын анықтау
(ұзындықты, массаны өлшеу)”………………………………………………….16
5. № 3 зертханалық жұмыс “Серпімділік модулін анықтау”…………………21
6. Түзу сызықты қозғалыс.…………………………………..……..…..31
7. № 4 зертханалық жұмыс “Оқтың ұшу жылдамдығын анықтау”…………..32
8. № 5 Зертханалық жұмыс “Еркін түсу заңдары”………………...…………. 38
9. № 6 зертханалық жұмыс “Атвуд машинасымен ілгерілемелі
қозғалыстың кинематикалық және динамикалық
заңдарын зерттеу”……………………………………………………….….……40
10. Айналмалы қозғалыс. Қатты дене………………………….….50
11. № 7 Зертханалық жұмыс “Динамиканың негізгі заңдары.
Обербек маятнигінің көмегімен қатты дененің
айналмалы қозғалыс динамикасының негізгі заңын тексеру”………..……...52
12. № 8 Зертханалық жұмыс “Маховиктік дөңгелек”……………….………..55
13. № 9 зертханалық жұмыс “Гироскоп прецессиясы”….…………….…….58
14. Тербелмелі қозғалыс…………………………………..………….…62
15. № 10 зертханалық жұмыс “Маятниктер тербелісі”……………………….63
16. № 11 Зертханалық жұмыс “Маятниктер байланысы.
Резонанс”…………………………………………………………………….….68
17. № 12 Зертханалық жұмыс “Бұралма тербелістер әдісімен
әр түрлі денелердің инерция моменттерін анықтау”...………………………72
18. № 13 Зертханалық жұмыс “Өшетін тербелістерді зерттеу.
Логарифмдік өшу декрементін анықтау”……………………………………..78
19. Әдебиеттер……………...…………………………………………….…160
Содержание
1.ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………82
2. Погрешности измерений ……..………...………….……………….83
3. Лабораторная работа № 1 ”Погрешности измерений”..………….…….…93
4. Лабораторная работа №2 ”Определение плотности вещества
(измерение длины, массы) ”…………………….……………………………..95
5. Лабораторная работа № 3 ”Определение модуля упругости”……………100
6. Прямолинейное движение.………………………………..……...110
7. Лабораторная работа № 4 ”Определение скорости полета пули.
(равномерное движение)”…..…………………………………………………111
8. Лабораторная работа № 5
”Законы свободного падения”………………………….………...…………...116
9. Лабораторная работа № 6 ”Изучение законов кинематики
и динамики поступательного движения
на машине Атвуда.”……………………………………………………………119
10. Вращательное движение, твёрдого тела ……………….….128
11. Лабораторная работа № 7 ”Проверка основного закона
динамики вращательного движения твёрдого тела с
помощью маятника Обербека”.………..………………………………….…...130
12. Лабораторная работа № 8 ”Маховое колесо”……..…………….………133
13. Лабораторная работа № 9 ”Прецессия гироскопа”………………….…...136
14. Колебательное движение…………………………..…………..…140
15. Лабораторная работа №10 ”Колебания маятников”...………………...…141
16. Лабораторная работа № 11”Связанные маятники. Резонанс”…………147
17. Лабораторная работа №12 ”Определение моментов
инерции различных тел методом крутильных колебании”..…………...…..150
18. Лабораторная работа № 13 ”Изучение затухающих колебаний.
Определение логарифм этического декремента затухания”………………...156
19. Литература……………...………………………………………………161
К i р i с п е
Механикада өлшеу әдiстерi
Ғылыми таным процесiн үш тiзбектелген деңгейден тұратын сызба түрiнде түсiндiруге болады:
Қабылдау немесе бақылау - әр түрлi түрде байқалатын физикалық процестердi алғашқы зерттеу;
Бақылауды жалпылау, яғни физикалық процестердiң бiр түрiнiң маңызды белгiлерiн бөлу, олардың арасындағы байланысты қалыптастыру, гипотезаның (ғылыми жорамалдың) жасалуы, яғни осыған байланысты түсiндiретiн ғылыми тұжырымдардың тууы;
Iс жүзiнде немесе тәжірибеде ғылыми тұжырымдардың шындығын тексеру – ұсыныстар мен ғылыми тұжырымдар жалпылығын құруда процесс шартын моделдеу. Егер жүргiзiлген тәжірибенің бiреуi ғылыми тұжырымдарға қарама-қайшы келсе, онда ол қайтадан жөнделiп шығарылады. Тәжiрибелер негiзiнде ғылыми тұжырымдар дәлдiгi оны теорияға айналдырады, ал оның қалыптастырған байланыстары заңға айналады.
Физиканың даму кезеңдерiнде әр түрлi деңгейдегi мәндер қарастырылды. Қазiргi заманғы таным кезеңiнде, шамамен Галилей заманынан бастап, физиканың даму ролi – үшiншi деңгейге, яғни физикалық тәжiрибелерде ғылыми тұжырымдардағы тексеру кезеңiне жатады. Бұл тәжiрибе ғылымның айрықша негiзi болып табылмайтынын көрсетедi. Кез келген тәжiрибеден ғылыми тұжырымның бар екенiн және ғылым үшiн оның мәнiнің зор екенiн байқауға болады. Алайда, тәжірибе арқылы жинақталған өлшеулер сақталады және олар кейiнгi тәжірибелерде де қолданылады. Бұл орайда, өлшеу әдiстемесi немесе тәжірибелiк физика үзiлiссiз даму процесiн түсiндiредi, мұның қазiргi заманғы және баяғыдан қолданылмайтын өлшеу әдiстерiн бiрдей бiлу үшін маңызы зор.
Ғылыми тұжырымдар мен теориялар, сонымен бiрге заңдарды математикалық қатынас түрiнде беру өте тиiмдi екенін физиктер ертеден-ақ түсiнген. Әр түрлi қолдануларға тиiмдi болу үшін нәтижелердi сандық мәндермен беруге болатындай етiп өлшеулердi жүргiзген. Сондықтан, керекті құралдармен физикалық шамаларды өлшеу үшiн өлшенiлген шаманың сол берiлген эталонынан аз ғана үлкен екенiн анықтайтынын көрсетедi.
Салыстыру тәсiлдерiне байланысты өлшеу тура және жанама болуы мүмкiн. Тура өлшеу кезiнде эталон салыстыру құралымен байланысты болады. Тура өлшемнiң қарапайым түрi – ұзындықты өлшеу болып табылады. Бұл жағдайда екiншi эталон ұзындығын бiлдiретiн масштабты сызғышты өлшенетiн денеге жатқызады. Бiрiншi реттегi эталон ұзындығы париждiк палатада сақталған өлшем мен салмақтан тұратын эталон метрiнен тұрады, немесе криптон атомының-86 5d5 және 2p10 деңгейлерінің арсындағы сәуле толқынының ұзындығына тең болар едi. Осыдан көрiнiп тұрғандай, бiрiншi реттi эталондарды әр түрлі өлшеуде қолдану мүмкiн емес.
Эталон өлшеу кезiнде немесе өлшеу құралының алдын-ала градуирлеу үшiн қолданылады. Мысалы, серiппелi таразыларда алдын-ала эталон көмегiмен таразылар шкаласында градуирлеу жасалады, ал сонан соң өлшеу градуирленген шкалада жүргiзiледi.
Көптеген жағдайларда, өлшеу сәйкес эталонның немесе салыстыру құралының болмауынан тікелей жүргiзiлмеуi мүмкiн. Мысалы, жылдамдық эталонын жасау керек, бiрақ өлшенген жылдамдықты эталонмен салыстыратын құралды жасау мүмкiн емес. Бұл жағдайда, функциональды байланысқан өлшенетiн шамалар есебiн қолдануға тура келедi. Мысалы, арақашықтық пен уақытты өлшеу арқылы бiз әдетте жылдамдықты өлшей аламыз. Мұндай өлшеулер әдетте жанама өлшеулер деп аталады.