- •Введение
- •Измерение физических величин и вычисление погрешностей
- •Определение погрешностей при прямых измерениях
- •Определение погрешностей при косвенных измерениях
- •Графическое изображение результатов работы
- •Оформление отчета по работе
- •Часть 1
- •Измерения и обработка результатов
- •Лабораторная работа №2 определение момента инерции махового колеса и силы трения в опоре
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы.
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 опытная проверка уравнения бернулли
- •Краткая теория
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Краткая теория
- •Описание лабораторной установки.
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №7 определение коэффициента внутреннего трения газа, средней длины свободного пробега и эффективного диаметра его молекул
- •Теоретическое введение. При движении слоев газа параллельно друг другу с различными по величине скоростями между ними возникают силы внутреннего трения (закон Ньютона)
- •Теория метода
- •Порядок выполнения работы.
- •Контрольные вопросы.
- •Литература
- •Лабораторная работа № 8 определение отношения удельных теплоемкостей газа методом адиабатического расширения.
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
Порядок выполнения работы.
Наматывая на шкив шнур, поднять груз на высоту .
Отпустить груз и секундомером измерить время падения груза с высоты .
Определить высоту , на которую поднимается груз после опускания.
Измерить штангенциркулем радиус шкива и вычислить момент инерции махового колеса и силу трения в опоре по формулам (12) и (11). Полученные результаты занести в таблицу. Повторить опыты при других значенияхили массыгруза.
№ опыта |
Е,%
|
Е,% | |||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
Что называют моментом инерции материальной точки, твердого тела относительно оси вращения? В каких единицах измеряется?
Что называется моментом силы относительно оси вращения?
Как записывается основной закон динамики для вращательного движения?
Чему равна кинетическая энергия вращающегося тела?
Как определить линейное ускорение груза и угловое ускорение колеса?
Какой закон положен в основу вывода расчетных формул?
Литература
Курс общей физики. Том 1. Савельев И.С.
Курс физики. Том 1. Яворской Б.М., Детлаф А.А.
Курс общей физики. Шубин И.В.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ ЮНГА ПО РАСТЯЖЕНИЮ ПРОВОЛОКИ
Цель работы: практическое изучение закона Гука.
Задача: определить практически модуль Юнга по растяжению стальной
проволоки.
Приборы и принадлежности: 1.Стальная проволока
2.Микроскоп отсчетный "МИР".
3.Микрометр.
4.Грузы.
Краткая теория
Сила характеризует действие одного тела на другое. В результате этого воздействия тело может прийти в движение или деформироваться. Деформацией твердого тела называется изменение взаимного расположения частиц тела, которое приводит к изменению формы и размеров тела и вызывает изменение сил взаимодействия между частицами, т. е. возникновение напряжений. Деформируемыми являются все вещества.
Деформация может быть следствием теплового расширения, воздействия электрических и магнитных полей, а также внешних механических сил.
В твердых телах деформация называется упругой, если она исчезает после снятия нагрузки, и пластической, если она после снятия нагрузки не исчезает.
Внутри деформированного тела возникает противодействующая сила, равная по величине деформирующей силе и называемая силой упругости. Силы упругости обусловлены взаимодействием между частицами (молекулами и атомами) тела и имеют электрическую природу.
Физическая величина, численно равная упругой силе , приходящейся на единицу площадисечение тела, называетсянапряжением:
Английский физик Р. Гук экспериментально установил, что напряжение при упругих деформациях тела прямо пропорционально его относительной деформации:
, (1)
где - модуль Юнга (модуль упругости), величина которого определяется свойствами материала, из которого изготовлено тело. Например,;
; ;.
Относительная деформация равна отношению абсолютной деформации к начальной длине:
(2)
Рассмотрим упругую деформацию одностороннего растяжения проволоки (рис. 1 )
Книжнему концу закрепленной проволоки длиной и площадью поперечного сечения
приложим силу , под действием которой
проволока получит абсолютное удлинение
и в ней возникнет сила упругости.
По закону Гука напряжение , возникшее в
проволоке, прямо пропорционально относительной
деформации:
(1) ,
отсюда модуль Юнга равен:
Рис. 1 Е = (2)
Если положить, что , т.е., то, т.е.модуль Юнга численно равен напряжению, возникающему в упруго деформированном теле, при относительной деформации, равной единице.
Заменив в формуле (2) напряжение и относительное удлинение по формулам и, получим:
(3)
Площадь поперечного сечения проволоки (4), гдедиаметр проволоки.
Подставив выражение (4) в (3) и учитывая, что , получим расчетную формулу для модуля Юнга:
(5)