- •Механика и молекулярная физика
- •Раздел 1. Подготовка, выполненИе и оформление отчета по лабораторнЫм рабоТам 6
- •Раздел 2. Обработка результатов измерений 9
- •Раздел 3. Лабораторные работы по механике и молекулярНой физиКе 26
- •Введение
- •Раздел 1. Подготовка, выполненИе и оформление отчета по лабораторнЫм рабоТам Подготовка к лабораторному практикуму
- •Правила выполнения и оформления лабораторных работ
- •Раздел 2. Обработка результатов измерений Виды измерений
- •Классификация ошибок
- •Обработка результатов прямого измерения
- •Округление результатов
- •Обработка результатов косвенного измерения
- •Метод наименьших квадратов
- •Раздел 3. Лабораторные работы по механике и молекулярНой физиКе Лабораторная работа № 1
- •Цели и задачи работы
- •Теоретическая часть
- •Штангенциркуль.
- •Микрометр.
- •Определение плотности однородного тела
- •Порядок выполнения работы
- •Определение плотности параллелепипеда
- •Определение плотности цилиндра (шара)
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2
- •Цели и задачи работы
- •Теоретическая часть
- •Момент инерции, теорема Штейнера
- •Метод трифилярного подвеса
- •Приборы и принадлежности
- •Порядок выполнения работы
- •Определение момента инерции ненагруженного диска
- •Определение момента инерции сплошного цилиндра относительно оси, проходящей через центр масс тела
- •Проверка теоремы Штейнера
- •Проверка зависимости момента инерции от распределения массы тела относительно оси вращения
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3
- •Цели и задачи работы
- •Теоретическая часть
- •3.2.1. Ускорение силы тяжести
- •3.2.2. Описание установки
- •Приборы и принадлежности
- •Порядок выполнения работы
- •3.4.1. Определение ускорения силы тяжести
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4
- •Цели и задачи работы
- •Теоретическая часть
- •4.2.1. Основное уравнение динамики вращательного движения, момент силы, момент инерции
- •4.2.2. Маятник Обербека
- •Приборы и принадлежности
- •Порядок выполнения работы
- •4.4.1. Проверка зависимости углового ускорения от момента силы при постоянном моменте инерции
- •4.4.2. Проверка зависимости момента инерции грузов от расстояния до оси вращения
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5
- •Цели и задачи работы
- •Теоретическая часть
- •5.2.1. Математический маятник
- •5.2.2. Физический маятник
- •5.2.3. Описание лабораторной установки
- •Приборы и принадлежности
- •Порядок выполнения работы
- •5.4.1. Определение ускорения свободного падения при помощи математического маятника
- •5.4.2. Определение момента инерции физического маятника
- •5.4.3. Определение момента инерции физического маятника в зависимости от распределения массы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 6
- •Цели и задачи работы
- •Теоретическая часть
- •6.2.1. Закон Гука
- •6.2.2. Описание лабораторной установки
- •Приборы и принадлежности
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 7
- •Цели и задачи работы
- •Теоретическая часть
- •7.2.1. Теплоемкость, коэффициент Пуассона
- •7.2.2. Описание и теория метода
- •Приборы и принадлежности
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
Микрометр.
Микрометр применяет
для измерения наружных и внутренних
размеров тел и измерения глубины
отверстий с точностью до
.
Микрометр для наружных измерений
(рис. 4) представляет собой массивную
стальную скобу, на концах которой
находятся друг против друга неподвижный
упор А
и микрометрический винт В.
Винт вращается во
втулке D,
вдоль которой снаружи нанесена двойная
шкала с делениями через 0.5 мм по обе
стороны продольной черты таким образом,
что верхняя сдвинута относительно
нижней на половину деления. На винт
насажен барабан C,
края которого при вращении винта
перемещается относительно шкалы,
нанесенной на втулке. По краю барабана
нанесена шкала, подразделяющая окружность
барабана на
равных частей. Одному полному обороту
микровинта соответствует линейное
перемещение края барабана на 0.5 мм.
Иначе говоря, шаг микровинта
.
Следовательно, точность нониуса, или
цена деления нониусной шкалы, равна
.
|
Рис. 4. Микрометр |
Для равномерного
нажима микровинта на поверхность
измеряемых тел микровинт снабжается
фрикционной головкой Т,
называемой трещоткой, вращение которой
вызывает перемещение винта только до
упора его в поверхность тела, после чего
фрикционная головка свободно
прокручивается, издавая треск. Микрометры
изготавливаются с пределами измерений
.
Прежде чем приступить
к работе с микрометром, необходимо
проверить его исправность – нули шкалы,
нанесенной на втулке, и шкалы барабана
должны совпадать. Измеряемый предмет
помещается между упором A
и винтом B
и вращением барабана C
подводят торец винта к поверхности
предмета. Окончательное нажатие
микровинта следует делать только
рукояткой E.
Момент нажатия фиксируется слабым
треском. После этого треска дальнейшее
вращение рукоятки E
бесполезно, а барабана – недопустимо.
Производят отсчет по шкале втулки
целых или полуцелых миллиметров, к этому
отсчету должно быть добавлено число
сотых долей миллиметра, отсчитанное по
шкале барабана
,
т.е.
.
Пример отсчета по микрометру показан на рис. 5.
|
Рис. 5. Пример отсчета по микрометру |
,
здесь
,
,
.
Определение плотности однородного тела
Плотностью тела ρ называют физическую величину, численно равную массе единичного объема тела:
|
(1) |
где m – масса тела, V – объем тела.
Maccy тела находят взвешиванием на аналитических весах, а объем тела правильной геометрической формы вычисляют из результатов измерений линейных размеров с помощью штангенциркуля и микрометра.
В данной работе исследуемые тела имеет форму цилиндра, шара или параллелепипеда, их объемы выражаются формулами:
,
,
,
где
– диаметр цилиндра, h
– высота цилиндра, D
– диаметр шара, a,
b,
c
– стороны параллелепипеда.
Подставляя эти объемы в (1), получают формулу для определения плотности тел:
,
,
.
Приборы и принадлежности:
Аналитические весы – 1 шт.
Микрометр – 1 шт.
Штангенциркуль – 1 шт.
Исследуемые тела – 2 шт.
