- •Міністерство аграрної політики України Житомирський національний агроекологічний університет
- •Вступ до практикуму
- •Що включає самостійна домашня підготовка?
- •Як отримати дозвіл на виконання роботи?
- •Виконання роботи та фіксування результатів вимірювання
- •Як правильно оформити звіт?
- •Звіт має містити такі складові елементи:
- •Як захистити роботу?
- •1. Фізичні виміри, запис і обробка результатів вимірювань
- •Виміри і їх похибки
- •Обробка результатів при прямих вимірах
- •Обробка результатів непрямих вимірів
- •Запис результатів
- •Зображення експериментальних результатів на графіках
- •2. Лабораторна робота № 1 вивчення законів динаміки обертального руху Основні поняття кінематики і динаміки поступального руху твердого тіла
- •Основні поняття кінематики і динаміки обертального руху
- •Поняття про момент інерції
- •Основний закон динаміки обертального руху
- •Співставлення поступального та обертального рухів
- •Опис лабораторної установки
- •Завдання роботи
- •Виконання роботи
- •1. Визначення моменту інерції тягарця
- •2. Експериментальна перевірка основного закону динаміки обертального руху
- •Контрольні запитання
- •3. Лабораторна робота № 2 вивчення пружних властивостей твердих тіл Сили пружності у твердих тілах
- •Деформація розтягу і стиску
- •Деформація зсуву
- •Пружні властивості реальних тіл
- •Теорія методу і опис лабораторної установки
- •Завдання роботи
- •Виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •4. Лабораторна робота №3 Вивчення хвильових процесів Поширення механічних коливань у пружному середовищі
- •Рівняння біжучої хвилі
- •Швидкість звуку у газах
- •Стоячі хвилі
- •Експериментальна установка
- •Завдання роботи
- •Виконання роботи
- •Визначення довжини біжучої хвилі у повітрі в замкнутому середовищі
- •Визначення швидкості біжучої хвилі
- •Визначення теоретичного значення швидкості біжучої хвилі у повітрі
- •Контрольні запитання
- •5. Лабораторна робота №4 визначення коефіцієнта в’язкості біологічної рідини Поняття про в'язкість рідин
- •Визначення коефіцієнта в’язкості за методом Стокса
- •Завдання роботи
- •Виконання роботи
- •Опис установки
- •Загальні уявлення про електромагнітне поле
- •Поняття про електромагнітні хвилі
- •Загальне поняття про поляризацію електромагнітних хвиль
- •Поляризація світлової хвилі
- •Оптично активні речовини
- •Завдання роботи
- •Виконання роботи
- •Теорія методу і опис установки
- •1. Вивчення оптичної схеми і принципу роботи сахариметра
- •2. Визначення питомого обертання площини поляризації
- •3. Визначення концентрації цукру в розчині
- •Контрольні запитання
- •Список рекомендованої літератури
- •Додаток і
- •Додаток іі
Контрольні запитання
1. Яка деформація називається пружною, а яка пластичною?
2. Яку силу називають силою пружності?
3. Що таке абсолютне і відносне видовження?
4. Що називають механічним напруженням?
5. Записати закон Гука для деформації розтягу стержня і пояснити його зміст.
6. Фізичний зміст модуля Юнга і які властивості твердих тіл він характеризує?
7. Вивести формулу 3.3.
8. Накреслити графік залежності напруження від відносного видовження і пояснити його зміст.
4. Лабораторна робота №3 Вивчення хвильових процесів Поширення механічних коливань у пружному середовищі
Пружне середовище (тверде, рідке, газоподібне) характеризується тим, що між частинками середовища існують сили взаємодії. Тому коливання, які виникли в деякій точці середовища, передаються сусіднім точкам і поступово коливальний рух починає поширюватись від однієї точки до іншої з деякою швидкістю .
Поширення механічних коливань у пружному середовищі називають механічним хвильовим процесом, або механічною хвилею.
Прикладом механічного хвильового процесу є поширення звуку (звукова хвиля). До звукових хвиль відносять пружні хвилі, джерела яких коливаються в діапазоні частот ν =16÷20000 Гц.
Нехай джерелом хвилі є металева мембрана, яка здійснює гармонічні коливання з циклічною частотою . Біля мембрани розміщена довга металева труба, у якій міститься повітря ( рис. 4.1 ).
Коливання мембрани передаються частинкам повітря і вздовж труби побіжить пружна хвиля ( біжуча хвиля ). Вона являє собою систему областей стискання й розрідження повітря, періодично змінюючих свій стан. Якщо у деякий момент часу у будь-якому місті середовища спостерігається стискання, а в сусідньому – розрідження, то через половину періоду в першій області виникає розрідження, а у другій стискання і.т.д.
Рис.4.1.
Треба звернути увагу на наступне:
1. Коливання частинок повітря відбуваються з циклічною частотою і тому таку хвилю називають монохроматичною (одна частота ).
2. Коливання частинок середовища відбуваються паралельно напрямку, у якому поширюється хвиля.
3. Частинки середовища, в якому поширюється хвиля, тільки здійснюють коливання відносно положень рівноваги, а не втягуються хвилею до поступального руху. Це означає, що біжуча хвиля не переносить речовину у просторі, а здійснює тільки перенесення енергії та імпульсу.
Якщо коливання частинок середовища відбуваються вздовж напрямку поширення хвилі, то хвилю називають повздовжньою.
Хвилю називають поперечною, якщо частинки коливаються перпендикулярно до напрямку поширення хвилі.
Рис.4.2
На рис. 4.2 показано приклад поперечної хвилі, яка утворюється в закріпленій гумовій мотузці при коливанні її вільного кінця.
У твердих тілах можливі як повздовжні, так і поперечні хвилі. Повздовжня хвиля виникає в результаті деформації стискання або розрідження, як у газах так і рідинах. Поперечна хвиля виникає в результаті деформації зсуву. Гази й рідини не мають такої властивості. Тому в них поперечні хвилі неможливі.
Поширюючись від джерела коливань, хвильовий процес охоплює нові частини простору. Геометричне місце точок, до яких доходять коливання на момент часу t, називають фронтом хвилі (хвильовим фронтом). Фронт – це поверхня, яка розділяє частину простору у якій здійснюються коливання від області, у якій коливання ще не виникли (рис. 4.3).
Рис. 4.3
Геометричне місце точок простору, у яких коливання здійснюються в однаковій фазі, називається хвильовою поверхнею. Хвильові поверхні можуть бути будь якої форми. У простіших випадках вони мають форму площини або сфери. Відповідно хвилі в цих випадках називають плоскими або сферичними.