Порядок виконання роботи

Прилад являє собою вертикально розташований скляний циліндр, який наповнено досліджуваною рідиною і має зовнішню шкалу (рис.2). По шкалі визначається деякий відрізок шляху рівномірного падіння кульки, час руху якого вимірюється секундоміром.

Перед опусканням кульки в рідину, кілька разів виміряти діаметр кульки мікрометром.

За допомогою пінцета занурити кульку в рідину вздовж вісі циліндра. Відлік часу починають коли кулька знаходиться проти обраної верхньої мітки шкали" m ".

Рисунок.2

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 проходження кулькою шляху при рівномірному русі кульки.

Дослід повторити кілька разів для одержання середнього результату.

Результати вимірів і обчислень занести в таблицю.

№ п/п	Діаметр кульки d, м	Відрізок шляху , м	Час падіння кульки t, с	Середня швидкість падіння v, м/с	Густина , кг/м3		Коефіцієнт вязкості ,кг м-1с-1
					кульки	рідини
1
2
3
4
5
Серед-нє значен-ня

Підрахувати абсолютну та відносну похибки вимірювань.

Лабораторна робота № 6 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 заряд створює в навколишньому 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 . Ця величина векторна і в даній точці поля чисельно дорівнює силі, яка діє з боку поля на одиничний позитивний заряд q₀, внесений в дану точку поля:

. (1)

Електростатичне поле зручно зображувати у вигляді силових ліній. Густота силових ліній характеризує числове значення напруженості , а дотичні до них у кожній точці збігаються з напрямком вектора напруженості.

Силові лінії починаються на додатних зарядах і закінчуються на від’ємних, вони ніде не перетинаються, тому що в кожній точці поля вектор має лише один напрямок.

Енергетичною характеристикою електростатичного поля є потенціал. Ця величина чисельно дорівнює роботі A, яку виконують сили поля при перенесенні одиничного додатного точкового заряду із даної точки поля в нескінченість:

. (2)

Різниця потенціалів (напруга) між двома точками поля визначається роботою по перенесенню одиничного точкового додатного 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 двох точок поля, дорівнює нулю (потенціал не змінюється). З іншого боку за визначенням A = Flcos = 0. Тут переміщення l відбувається вздовж еквіпотенціальної поверхні, а сила спрямована вздовж силової лінії. Обидві ці величини не дорівнюють нулю, таким чином, cos = 0 і відповідно  = 90⁰.

Зв'язок між напруженістю поля та потенціалом виражається співвідношенням , де є оператор "градієнт", що пов’язує скалярну величину – потенціал з векторною величиною – напруженість електричного поля. Знак "–" вказує на те, що вектор напруженості 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 напрямок зміни потенціалу вибираємо напрямок силової лінії, тому .

Рисунок 1