- •Лабораторная работа № 4м проверка основного закона динамики для вращающихся тел
- •Результаты
- •Лабораторная работа № 8м определение коэффициента вязкости жидкости методом стокса
- •Лабораторная работа № 11-Ам изучение затухающих колебаний
- •Результаты Часть 1. М/с2.
- •Часть 3. М/c2,
- •Лабораторная работа № 11-Бм изучение вынужденных колебаний
- •Результаты
- •Часть I
- •Часть II
- •Лабораторная работа № 12м определение скорости звука в воздухе
- •Определение модуля сдвига стали динамическим методом
- •Лабораторная работа № 2т определение показателя пуассона воздуха
- •Прологарифмировав уравнение (3), разложив и в ряд Тейлора и ограничиваясь двумя первыми членами ( и значительно меньше ), после подстановки в (4) находим:
- •Лабораторная работа № 7т определение влажности воздуха и постоянной психрометра ассмана
- •Лабораторная работа № 11т определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом измерения максимального избыточного давления в пузырьках воздуха
- •Лабораторная работа № 2э измерение сопротивления проводников
- •При последовательном соединении n проводников сопротивлением Ri каждый общее напряжение, сила тока и сопротивление на участке цепи определяется в виде:
- •Часть 1.
- •Часть 2.
- •Задание. 1.Измерить сопротивления двух резисторов (Rx1 и Rx2) порознь с помощью моста постоянного тока. Результаты занести в таблицу.
- •Лабораторная работа № 3э определение электрической емкости конденсатора баллистическим методом
- •Лабораторная работа № 4э определение эдс гальванических элементов методом компенсации
- •Результаты
- •Лабораторная работа № 6э изучение зависимости мощности источника тока от сопротивления нагрузки
- •Лабораторная работа № 13э определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля земли
- •Лабораторная работа № 14э определение горизонтальной составляющей магнитной индукции земли методом гаусса
- •Лабораторная работа № 2o определение радиуса кривизны линзы с помощью колец ньютона
- •Графический метод расчета длины световой волны
- •4. Рассчитать погрешность измерений:
- •Результаты
- •Лабораторная работа № 4о определение фокусных расстояний линз
- •Лабораторная работа №5о увеличение оптических приборов
- •Лабораторная работа №6о определение показателя преломления рефрактометром
- •Преломляющий угол призмы
- •Учитывая (1), (2), (3), найдем:
- •Результаты
- •Лабораторная работа №11о исследование атомарного спектра водорода
- •Лабораторная работа №16о изучение лазерного излучения
Лабораторная работа № 14э определение горизонтальной составляющей магнитной индукции земли методом гаусса
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ. Для характеристики магнитных свойств замкнутых токов вводят величину, называемую магнитным моментом тока. Магнитный момент тока есть вектор, направление которого совпадает с направлением положительной нормали к плоскости витка с током (рис. 1). Если есть единичный вектор вдоль нормали, то магнитный момент тока равен:
, (1)
где i - сила тока, S - площадь контура с током i.
Существуют постоянные магниты, магнитное поле которых создается молекулярными токами. Поле прямолинейного магнита подобно полю соленоида (рис. 2а).
Полосовой магнит характеризуется некоторым магнитным моментом .Индукция магнитного поля B на достаточно большом расстоянии от системы с магнитным моментом определяется формулой:
, (2)
что иллюстрируется рис. 2б. =410-7 Гн/м - магнитная постоянная
С
Рис.
2б
Н
Рис.
2а
(3)
Возьмем магнит в форме призматического стержня и подвесим его на тонкой и длинной нити так, чтобы он занимал горизонтальное положение (рис. 3). Магнит устанавливается в направлении магнитного меридиана (упругость нити пренебрежимо мала). Если стержень вывести из положения равновесия (в горизонтальной плоскости), то на него будет действовать согласно формуле (3) вращающий момент:
, (4)
где BЗ.Г — горизонтальная составляющая индукции магнитного поля Земли, а φ — угол отклонения от положения равновесия. Под воздействием механического момента возникнут крутильные колебания. Пренебрегая трением и упругостью нити, можно записать:
,
где I -момент инерции магнита. При малых углах:
Введя подстановку запишем:
(5)
Уравнение (5) –дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Его решение имеет вид:
(6)
где φ0 – амплитуда колебаний, - циклическая частота. Период колебаний равен:
(7)
Момент инерции призматического магнита относительно оси, проходящей через центр тяжести перпендикулярно к его длине, вычисляется по формуле
(8)
где l -длина магнита; a - его ширина; m- масса магнита.
В уравнение (7) входит еще неизвестная величина р. Поставим второй опыт, который позволит найти связь между BЗ.Г и р в конечном счете искомую величину BЗ.Г без определения р.
Возьмем скамью со шкалой и с помощью буссоли, прикрепленной на ее конце, установим ее параллельно магнитному меридиану. После этого возьмем магнит (который должен подвешиваться на нити) и расположим его на скамье так, как это показано на рис. 4.
Рис.
4
Рис. 4
, (9)
где BМ — индукция поля, создаваемая постоянным магнитом в месте расположения буссоли. Принимая α=900, из (2) найдем:
. (10)
Исключая из уравнений (7) и (10) величину p и учитывая (9), получим:
(11)
Для определения BЗ.Г в последнюю формулу следует подставить измеренные значения r, T, tgβ и вычисленное значение I.
Чтобы исключить ошибку, зависящую от несовпадения магнитной оси буссоли с ее геометрической осью, угол отсчитывают от обоих концов стрелки. Для исключения ошибки на неточность установления буссоли магнит поворачивают около вертикальной оси на 180° и повторяют измерение угла β. Из четырех полученных значений находят среднее, которым пользуются в дальнейших вычислениях.
ЗАДАНИЕ
1.Скамью расположить так, как показано на рис. 4 (скамья располагается параллельно магнитному меридиану).
2. Измерить величины, необходимые для вычисления горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли по формулам (8) и (11).
3. Результаты вычислений усреднить.