Порядок выполнения задания.

1. Провести измерения всех величин, входящих в правую часть равенства (17): m, L, R₁, R₂, d, T₁, T₂. Результаты измерений занести в таблицу 1.

Таблица 1

Результаты измерений и расчетов для определения модуля сдвига меди.

m кг	L м	<d> м	R1 м	R2 м	<T1> с	<T2> с	G н/м2
0,92

2. Для определения периодов колебаний T следует измерить время t нескольких (не менее n = 10) полных колебаний, тогда T = t/n. 4. Определить модуль сдвига меди G.

На основании проделанных измерений сформулировать цель работы и сделать выводы.

Контрольные вопросы:

1. Сформулировать закон Гука для деформаций сдвига и кручения. Записать формулы этого закона. Каков физический смысл величин, входящих в формулы?

2. Вывести формулу, связывающую деформации сдвига и кручения.

3. Получить выражение для периода крутильных колебаний.

4. Зачем в этой работе нужно кольцо?

Литература:

1. Матвеев А.Н. Механика и теория относительности. -М.: Высшая школа, 1986. -320 с.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. -М.: Наука, 1982. Т. 1. Механика. Молекулярная физика. -432 с.

3. Сивухин Д.В. Общий курс физики. М.: Наука, 1989 Т. 1. Механика. -576 с.

4. Физический практикум. Под ред. Кембровского Г.С. -Минск: Изд-во "Университетское", 1986. -352 с.

5. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1997.

Лабораторная работа № 6.

Измерение температуры электрическими контактными термометрами.

Задание: проградуировать металлический и полупроводниковый термометры сопротивления и термоэлектрические термометры.

Оборудование и принадлежности: установка для проведения измерений температуры.

Структурная схема экспериментальной установки для измерения температуры нагретого тела и изучения электрических термометров различных видов представлена на рис.1.

^{3 4 5 6 7}

²

8 1

Рис.1. Структурная схема установки.

Экспериментальная установка состоит из нагревателя 1 (в стакане с водой 2), в который вставлены пять электрических термометров: образцовый термометр 3, металлический термометр сопротивления 4, полупроводниковый термометр сопротивления 5, термопары типа ТХА 6 и ТХК 7, измеряемые сигналы которых поступают в измерительный прибор (измеритель-регулятор «Сосна-002») 8. Нагреватель 1 и стакан с водой 2, температура которой измеряется пятью различными термометрами, закреплены на платформе. Измерительный прибор инициирует последовательно результаты измеренных сигналов от каждого термометра (верхнее табло) и номер термометра (нижнее табло). Цикл измерения длится 1 минуту. Единицы измерения образцового термометра – [⁰С], термометров сопротивления – [Ом], термопар - [мВ].

Внешний вид установки показан на рис.2. На передней панели размещены тумблеры «Сеть» и «Нагрев» и цифровой индикатор измерителя температуры. Отдельно от измерительного прибора на платформе смонтирован нагреватель, в который вставлены 5 датчиков температуры.

Рис.2. Внешний вид установки.

Теория метода.

ТЕРМОМЕТРИЧЕСКОЕ ТЕЛО И ТЕРМОМЕТРИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА

Для описания поведения и свойств макроскопических систем обычно пользуются непосредственно измеряемыми величинами, которые характеризуют систему в целом и ее отношение к окружающей среде, но не имеют смысла в применении к отдельным частицам. К таким величинам, называемым макроскопическими параметрами, относится и температура, характеризующая степень «нагретости» тела.

Для измерения «нагретости» тел могут быть использованы любые свойства твердых, жидких и газообразных веществ, изменяющиеся в зависимости от «нагретости», т.е. от температуры: физическое или химическое состояния, линейные размеры, электрические свойства, скорость звука в газах, собственная частота колебаний кварцевых резонаторов и др. Температуру или «степень нагретости» измеряют с помощью термометра, который состоит из термометрического тела и термометрической величины. Тело, выбираемое для измерения «нагретости», называется термометрическим, а величина, посредством которой измеряется «нагретость», называется термометрической величиной. Однако многие из вышеперечисленных термометрических величин можно измерять только с применением сложной и дорогостоящей аппаратуры или при жесткой стабилизации параметров окружающей среды. Поэтому рассмотрим только электрические методы измерения температуры, которые нашли широкое применение в научно-исследовательских лабораториях и промышленности.

В настоящее время разработаны технологии, позволяющие изготавливать чувствительные элементы контактных электрических термометров с чрезвычайно малыми размерами. Это положительно повлияло на уменьшение помех – искажений температурного поля вокруг самого датчика и на динамику процесса измерения. Электрические термометры легко подключаются к микропроцессору или ПЭВМ, что позволяет корректировать и протоколировать данные и управлять экспериментом или технологическим процессом.

На рис.3 указаны области применения некоторых типов термометров. Штриховыми линиями показаны области температур, в которых термометры могут быть использованы только кратковременно. При длительном воздействии таких температур ухудшается точность измерения или изменяются механические свойства чувствительного элемента.

^{термопары}

_{платиновые термометры сопротивления}

_{медные термометры сопротивления}

_{никелевые термометры сопротивления}

^{NTC терморезисторы}

^{PTC терморезисторы}

^{стеклянные жидкостные термометры}

_{-200 0 500 1000 1500}⁰C

Рис.3. Области применения термометров.