
- •Міністерство освіти і науки україни
- •Розподіл лабораторних занять з курсу „Фізика”
- •Модуль 1. Механіка Лабораторна робота № 1 вивчення криволінійного руху
- •Теоретичні відомості
- •Опис методу
- •Порядок виконання роботи
- •Результати вимірювань і вихідні дані для розрахунку похибок
- •Характеристики засобів вимірювання
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 2 визначення моменту інерції системи на прикладі маятника обербека
- •Теоретичні відомості
- •Опис методу
- •Порядок виконання роботи
- •Результати вимірювань та вихідні дані для розрахунку похибок
- •Характеристики засобів вимірювання
- •Обчислення похибок прямих вимірювань
- •Обчислення похибки непрямого вимірювання
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 3 визначення коефіцієнта тертя кочення
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Результати вимірювань і вихідні дані для розрахунку похибок
- •Коефіцієнти тертя кочення
- •Питання для самоперевірки
- •Модуль 2. Молекулярна фізика і термодинаміка. Електрика Лабораторна робота № 5 визначення відношення питомих теплоємностей газів методом адіабатичного розширення
- •Теоретичні відомості
- •Опис методу
- •Порядок виконання роботи
- •Результати вимірювань та вихідні дані для розрахунку похибок
- •Обчислення похибки непрямого вимірювання
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 6 визначення коефіцієнта в’язкості рідини методом падаючої кульки
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Результати вимірювань та обчислень
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 7 дослідження електростатичного поля
- •Теоретичні відомості
- •Опис методу
- •Порядок виконання роботи
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 8 електровимірювальні прилади. Вимірювання електричного струму
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Характеристики нешунтованих амперметрів
- •Результати вимірювань та розрахунки для еталонного і шунтованого амперметрів
- •Питання для самоперевірки
- •Список рекомендованої літератури Основна література
- •Додаткова література
- •Додатки
- •Основні одиниці sі
- •Таблиця 2 Похідні одиниці sі, що мають спеціальні назви
- •Таблиця 3 Коефіцієнти Стьюдента
- •Характеристики мір
- •Характеристики приладів
- •Властивості натуральних логарифмів
- •Грецький алфавіт
Порядок виконання роботи
Рис. 2.
Прилад являє собою вертикально розташований скляний циліндр, який наповнено досліджуваною рідиною і має зовнішню шкалу (рис.2). По шкалі визначається відрізок шляху l рівномірного падіння кульки, час руху t якого вимірюється секундоміром.
Перед опусканням кульки в рідину необхідно декілька разів виміряти діаметр кульки мікрометром.
За допомогою пінцета занурити кульку в рідину вздовж осі циліндра. Відлік часу починати тоді, коли кулька знаходиться навпроти обраної верхньої мітки шкали „m”. Обрана верхня мітка повинна бути розташована на 5-6 см нижче рівня рідини. У момент проходження кульки через верхню мітку включити секундомір. При проходженні кульки через нижню обрану мітку „n” секундомір зупинити. У такий спосіб визначається час t проходження кулькою шляху l при рівномірному русі кульки. Результати вимірювань і обчислень занести до таблиці 1.
Таблиця 1
Результати вимірювань та обчислень
№ п/п |
Діаметр кульки
di, м |
Відрізок шляху
li, м |
Час падіння кульки ti, с |
Швидкість падіння
|
Густина , кг/м3 |
Коефіцієнт в’язкості <>,
| |
кульки |
рідини | ||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
| |||
3 |
|
|
|
| |||
4 |
|
|
|
| |||
5 |
|
|
|
| |||
–
|
|
|
|
|
За вказівкою викладача визначити похибки вимірювань фізичних величин.
Питання для самоперевірки
Записати і сформулювати закон Архімеда.
Записати і сформулювати закон Стокса.
Записати формулу, за якою в лабораторній роботі визначається коефіцієнт динамічної в’язкості рідини .
Вивести одиницю вимірювання коефіцієнта динамічної в’язкості .
Від чого залежить коефіцієнт в’язкості рідини ?
Записати формулу, що зв’язує коефіцієнт динамічної в'язкості з коефіцієнтом кінематичної в'язкості
.
Вивести одиницю вимірювання коефіцієнта кінематичної в’язкості v.
Які сили діють на кульку, що падає у в’язкій рідині ?
Чому, починаючи з деякого моменту часу, кулька рухається в рідині рівномірно ?
Як зміниться швидкість руху кульки в рідині при збільшенні діаметру кульки ?
Лабораторна робота № 7 дослідження електростатичного поля
Мета роботи: експериментально дослідити конфігурацію електростатичного поля між металевими електродами.
Прилади та обладнання: джерело постійної напруги, пластина з електродами, вольтметр, гальванометр, потенціометр, металевий зонд, перемикач, з’єднувальні провідники, папір.
Теоретичні відомості
Нерухомий електричний заряд створює у просторі електростатичне поле, яке проявляється за силовою дією на вміщений у будь-яку точку поля інший заряд.
Електростатичне
поле має дві характеристики – силову
та енергетичну. Кількісна силова
характеристика називається напруженістю
електростатичного поля
.
Ця фізична величина є векторною і в
даній точці електростатичного поля
чисельно дорівнює силі
,
з якою поле діє на одиничний позитивний
точковий зарядq0,
що знаходиться в даній точці поля:
. (1)
Електростатичне
поле зручно зображувати у вигляді
силових ліній. Густина силових ліній
характеризує числове значення
напруженості, а дотичні до них у кожній
точці збігаються з напрямом вектора
напруженості
.
Силові
лінії починаються на позитивних зарядах
і закінчуються на негативних, вони ніде
не перетинаються, тому що в кожній точці
поля вектор
має лише один напрямок.
Енергетичною характеристикою електростатичного поля є потенціал. Він чисельно дорівнює роботі A, яку виконують сили поля при перенесенні одиничного позитивного точкового заряду з даної точки поля в нескінченість:
. (2)
Різниця потенціалів (напруга) між двома точками поля визначається роботою по переміщенню одиничного позитивного точкового заряду з однієї точки простору в іншу:
. (3)
Геометричне
місце точок з однаковим потенціалом
називається еквіпотенціальною поверхнею.
Лінії напруженості в кожній точці
ортогональні до еквіпотенціальних
поверхонь. Дійсно, при переміщенні
заряду вздовж еквіпотенціальної поверхні
робота, яка згідно (3) визначає різницю
потенціалів між двома точками поля,
дорівнює нулю (потенціал не змінюється).
З іншого боку за визначенням A=Flcos=0.
У цій формулі переміщення l
відбувається вздовж еквіпотенціальної
поверхні, а сила
спрямована вздовж силової лінії. Обидві
ці величини (l
і
)
не дорівнюють нулю, таким чином, cos
= 0 і відповідно
= 900.
Зв'язок між напруженістю електростатичного поля та потенціалом описується співвідношенням:
, (4)
де
– градієнт, який пов’язує скалярну
величину (потенціалφ)
з векторною (напруженість
).
Знак "–" вказує на те, що вектор
напруженості електростатичного поля
спрямований в бік зменшення потенціалу.
На рис. 1 зображений переріз площиною рисунка картини розподілу еквіпотенціальних поверхонь і силових ліній для електростатичного поля двох протилежно заряджених кульок. У цьому випадку за напрям зміни потенціалу вибираємо напрям силової лінії.
Рис. 1.