
- •Фізичний практикум з механіки та молекулярної фізики
- •§1. Рекомендації з вимірювання фізичних величин та загальні правила роботи у фізичних лабораторіях 9
- •§2. Лабораторні роботи з механіки 35
- •§ 4. Довідникові матеріали з механіки та молекулярної фізики 223
- •§1. Рекомендації з вимірювання фізичних величин та загальні правила роботи у фізичних лабораторіях
- •1.1. Визначення похибок вимірювань
- •1.1.1. Абсолютні та відносні похибки
- •1.1.2. Прямі та непрямі вимірювання
- •1.1.3. Систематичні та випадкові похибки
- •1.1.3.1. Систематичні похибки
- •1.1.3.2. Випадкові (статистичні) похибки
- •1.2. Рекомендації щодо обробки результатів вимірювань та їхнього запису
- •1.2.1. Правила запису результатів
- •1.2.2. Правила визначення похибки прямих вимірювань
- •Коефіцієнти Стьюдента tp
- •Кількість вимірювань п, що гарантує величину обраної частки випадкової помилки
- •1.2.3. Визначення похибки непрямих вимірювань
- •Формули для оцінки похибок результату непрямого вимірювання
- •Різноманітних фізичних явищ. В ній також наведено вирази для розрахунків абсолютної та відносної похибок для цих функціональних залежностей.
- •1.3. Графічне представлення експериментальних результатів
- •1.3.1. Правила побудови графіків
- •1.3.2. Метод найменших квадратів
- •1.4. Правила поведінки студентів у фізичних лабораторіях
- •1.5. Правила оформлення лабораторного журналу
- •Лабораторний журнал
- •З Фізичного практикуму
- •Студента групи тп-11 фтф
- •Сидоренка Володимира
- •1.6. Зразок звіту про виконання лабораторної роботи
- •§2. Лабораторні роботи з механіки
- •2.1. Лабораторна робота «Вивчення рівноприскореного руху та визначення величини прискорення вільного падіння на машині Атвуда»
- •3. Порядок виконання роботи
- •2.2. Лабораторна робота «Дослідження закону збереження енергії та визначення моменту інерції механічного тіла відносно фіксованої осі обертання за допомогою маятника Максвела»
- •1.1. Робота з приладом
- •1.2. Параметри маятника
- •3. Порядок виконання роботи
- •2.3. Лабораторна робота «Визначення прискорення сили тяжіння за допомогою фізичного та математичного маятників»
- •2.4. Лабораторна робота «Визначення моментів інерції твердого тіла за допомогою обертового маятника»
- •3. Порядок виконання роботи
- •2.5. Лабораторна робота «Визначення коефіцієнтів тертя за допомогою похилого маятника»
- •3. Порядок виконання роботи
- •2.6. Лабораторна робота «Визначення швидкості польоту тіла за допомогою балістичного маятника»
- •2.1. Короткі теоретичні відомості
- •2.2. Порядок виконання роботи
- •3.1. Короткі теоретичні відомості
- •3.2. Порядок виконання роботи
- •2.7. Лабораторна робота «Вивчення особливостей руху гіроскопа»
- •4. Порядок виконання роботи
- •2.8. Лабораторна робота «Вивчення будови терезів та техніки зважування»
- •2.9. Лабораторна робота «Вивчення основного закону динаміки обертального руху на хрестовому маятнику Обербека»
- •2.10. Лабораторна робота «Визначення роботи деформації, коефіцієнта відновлення, часу та сили взаємодії тіл при ударі»
- •2.11. Лабораторна робота «Вивчення вимушених механічних коливань»
- •2.12. Лабораторна робота «Вивчення параметричних механічних коливань»
- •3. Порядок виконання роботи
- •§3. Лабораторні роботи з молекулярної фізики
- •3.1. Лабораторна робота «Визначення довжини вільного пробігу та ефективного діаметра молекул повітря»
- •1. Ознайомлення з основами теорії стаціонарних процесів перенесення
- •2. Опис лабораторного устаткування
- •3. Порядок виконання роботи
- •4. Обробка отриманих результатів вимірювань
- •5. Представлення здобутих результатів
- •3.2. Лабораторна робота «Визначення коефіцієнта внутрішнього тертя рідини методом Стокса»
- •1. Короткі теоретичні відомості про стаціонарні явища перенесення
- •2. Визначення коефіцієнта внутрішнього тертя рідини
- •3. Опис лабораторного устаткування
- •4. Порядок виконання роботи
- •5. Обробка отриманих результатів вимірювань
- •6. Представлення здобутих результатів
- •3.3. Лабораторна робота «Визначення відношення величин теплоємностей газу за умов сталого тиску та сталого об’єму»
- •1. Короткі теоретичні відомості
- •2. Визначення коефіцієнта Пуассона
- •3. Порядок виконання роботи
- •4. Обробка здобутих результатів вимірювань
- •5. Представлення здобутих результатів
- •3.4. Лабораторна робота «Визначення вологості повітря»
- •1. Короткі теоретичні відомості.
- •2. Визначення вологості повітря методом психрометра
- •3. Опис приладу та вимірювання відносної вологості повітря
- •4. Порядок виконання роботи
- •3.5. Лабораторна робота «Визначення швидкості звуку у повітрі інтерференційним методом»
- •1. Ознайомлення з основами теорії поширення звуку
- •2. Опис лабораторного обладнання
- •3. Порядок виконання роботи
- •4. Обробка здобутих результатів вимірювань
- •5. Представлення здобутих результатів
- •3.6. Лабораторна робота «Визначення коефіцієнта теплопровідності металів»
- •1. Ознайомлення з основами класичної теорії теплопровідності
- •2. Теоретичне обґрунтування методики експерименту
- •3. Опис лабораторної установки
- •4. Порядок виконання роботи
- •5. Обробка здобутих результатів вимірювань
- •6. Представлення здобутих результатів
- •3.7. Лабораторна робота «Визначення питомої теплоємності твердих тіл методом адіабатичного калориметра»
- •1. Короткі теоретичні відомості
- •2. Опис лабораторного обладнання
- •3. Порядок виконання роботи
- •3.8. Лабораторна робота «Визначення коефіцієнтів пружності при поздовжній та поперечній деформаціях»
- •1. Короткі теоретичні відомості
- •2. Опис лабораторної установки для визначення модуля Юнга
- •3. Порядок виконання роботи з визначення модуля Юнга
- •4. Визначення модуля зсуву g
- •5. Опис лабораторної установки з визначення модуля зсуву
- •6. Порядок виконання роботи з визначення величини g
- •3.9. Лабораторна робота «Вимірювання тиску газу в вакуумній камері, що відкачується форвакуумним насосом»
- •1. Короткі теоретичні відомості
- •1.3. Манометри, що вимірюють низький тиск
- •1.4. Вакуумметр віт-2 (призначення та правила роботи)
- •1.5. Вакуумметр термопарний
- •3. Порядок виконання роботи
- •3.2. Вимикання установки та вимірювання натікання газу до вакуумного балону
- •3.10. Лабораторна робота «Визначення питомої теплоти пароутворення води»
- •1. Короткі теоретичні відомості
- •2. Опис лабораторної установки
- •3. Порядок виконання роботи
- •3.11. Лабораторна робота «Визначення питомої теплоти плавлення олова та побудова діаграми стану оловосвинець»
- •1. Короткі теоретичні відомості
- •2. Опис установки
- •3. Визначення питомої теплоти плавлення олова
- •4. Оцінка похибки вимірювання
- •5. Побудова діаграми стану системи оловосвинець
- •§ 4. Довідникові матеріали з механіки та молекулярної фізики
- •4.10. Густина рідин (, кг/м3)
- •4.11. Термодинамічні сталі газів (за нормальних умов): молярна маса, показник адіабати, коефіцієнт теплопровідності, коефіцієнт внутрішнього тертя,, діаметр молекул d
- •4.12. Сталі Ван-дер-Ваальса
- •4.17. Коефіцієнти теплопровідності, температура та питома теплота плавлення твердих тіл
- •4.18. Пружні сталі твердих тіл (величини вказаних коефіцієнтів пружності сильно залежать від технології виготовлення, наявності домішок таке інше )
- •4.19. Граничні коефіцієнти для твердих тіл та води
- •4.21. Коефіцієнти тертя ковзання
- •4.22. Коефіцієнти тертя кочення,, см
- •4.23. Швидкість звуку в газах
- •4.24. Швидкість звуку у повітрі при різних температурах
- •4.24. Швидкість звуку у рідинах
- •4.27. Психрометрична таблиця відносної вологості повітря
- •Список літератури
- •Предметний покажчик
1.6. Зразок звіту про виконання лабораторної роботи
До звіту входять висновки, які пишуться аналогічно анотації статті в наукових журналах. У висновках слід зазначити: що та в який спосіб вимірювалося в даній лабораторній роботі, який результат та з якою похибкою знайдено, потрібно порівняти експериментальні результати з теоретичними уявленнями про досліджуване явище.
Крім того, у звіті має бути подано відповіді на контрольні запитання до кожної з виконаних робіт. Зразок оформлення звіту наведено нижче:
Звіт про виконання лабораторних робіт
з фізпрактикуму «Механіка»
студентки групи ТЯ-11 ФТФ
Бакуменко Людмили
І. Лабораторна робота № 3
Визначення прискорення вільного падіння за допомогою фізичного та математичного маятників
…
За результатами експериментів, методика яких була запропонована Бесселем, з дослідження характеристик коливань математичного маятника потрібно було визначити величину прискорення вільного падіння.
Висновки:
1. Навчилася визначати прискорення вільного падіння методом Бесселя.
2. Здобула навички визначення прискорення вільного падіння методом оборотного маятника.
Результати:
1. Прискорення
вільного падіння визначено непрямими
вимірюваннями зміни довжини нитки та
періоду коливань математичного маятника.
Його величина склала
.
2. Абсолютна похибка складається з похибки запису числа , похибок вимірювання різниці довжини математичних маятників та періодів їхніх коливань. Її значення було обчислено за формулою:
.
Величина g склала 0.02 м/с2.
3. Досліджуючи характеристики гармонічних коливань оборотного фізичного маятника, було виміряно зведену довжину та відповідний період коливань фізичного маятника:
…
Т=…
4. За результатами експериментів з фізичним маятником, при підвішуванні його на дві різні опорні призми, було побудовано наступний графік (див. рис. 1.3).
5. З графіка було визначено експериментально зведену довжину та значення періоду коливань фізичного маятника, який відповідає цій довжині. За допомогою цих параметрів було обчислено прискорення вільного падіння за формулою:
Рис. 1.3. Залежність періодів коливань фізичного маятника, який послідовно підвішували на дві різні опорні призми від розподілу мас вздовж стрижня маятника
(9.78
.
6. Абсолютна похибка визначення прискорення вільного падіння обчислювалася у цьому випадку за формулою:
.
7. Величина абсолютної похибки:
.
Відповіді на контрольні запитання:
1. Прискоренням вільного падіння називають прискорення, з яким рухається матеріальна точка у полі тяжіння Землі. Його спрямовано до центра Землі. Реальна величина (а не та, що обчислена теоретично, користуючись ідеалізованою моделлю) прискорення вільного падіння залежить від географічних координат місця, де відбувається експеримент, висоти на рівнем моря, густини геологічних порід, з яких складається ґрунт у даному місці Землі, величини та напрямку відцентрової сили.
2. Закон всесвітнього тяжіння, який був установлений Ньютоном, говорить, що всі механічні тіла притягуються одне до одного за допомогою гравітаційного поля. Сила протягування є прямо пропорційною добутку мас взаємодіючих об’єктів та зворотно пропорційною до відстані, на якій знаходяться взаємодіючі об’єкти:
,
де
це сила, що діє на механічний об’єкт з
масою
,
з боку об’єкта
;
орт, що спрямовано від об’єкта з масою
до об’єкта
;
це відстань від об’єкта
до об’єкта
з масою
;
це гравітаційна стала. Сила гравітаційної
взаємодії належить до типу центральних
сил.
3. …
ІІ. Лабораторна робота № 4
Визначення моментів інерції твердого тіла за допомогою обертового маятника
…
Висновки:
1. Виконуючи лабораторну роботу, навчилися визначати моменти інерції твердих тіл методом…
2. Моменти інерції твердих тіл визначено непрямими вимірюваннями …. Їх величина залежить від вибору нерухомої осі обертання. Для кубу вона дорівнює ..., абсолютна похибка ….
3. ...
Відповіді на контрольні запитання:
1. ...