Контрольні запитання

1. Охарактеризуйте рівномірний рух по колу. Яка відмінність у рівняннях руху для рівномірного і нерівномірного рухів по колу? Порівняти з рівняннями для прямолінійного руху.

2. Чи зміниться період обертання, якщо радіус обертання зменшити у 2 рази? Довжина нитки залишається незмінною.

3. Як зміниться модуль кутової і лінійної швидкостей кульки та її доцентрове прискорення, якщо радіус обертання збільшити у 2 рази?

4. Чи може тіло рухатись криволінійною траєкторією без прискорення? Чому?

5. Точка рухається до центра спіралі зі сталою за модулем швидкістю. Чи змінюються її прискорення і період?

6. Вивести формулу (6).

7. За даними експерименту і використовуючи рис. 1 а розрахуйте силу натягу нитки.

Лабораторна робота № 3

Вивчення одного з ізопроцесів

Мета роботи: дослідним шляхом перевірити рівняння стану ідеального газу та закону Бойля-Маріотта.

Завдання:

1. Перевірити рівняння ізотермічного процесу

2. Перевірити рівняння стану ідеального газу.

Обладнання та інструменти: скляний циліндр висотою 50 см, скляна запаяна з одного кінця трубка довжиною 50-60 см, штатив з лапкою, термометр, барометр, лінійка, холодна і гаряча вода.

Вказівки на теоретичний матеріал:

1. Рівняння Менделєєва-Клапейрона

2. Закон Бойля-Маріотта

3. Ізопроцеси та їх графіки

Теоретичні положення:

Ізотермічний процес – процес, який відбувається з даною масою газу при постійній температурі.

Математичний запис для опису цього процесу має такий вигляд:

PV = const = C (1)

Якщо скляну трубку опускати відкритим кінцем у воду (рис. 1), то на повітря, яке знаходиться у трубці, окрім атмосферного діє і гідростатичний тиск, тобто:

p = H + (2)

де Н – атмосферний тиск в мм рт. ст.,

h – різниця рівнів води в циліндрі і трубці, виміряна у мм

В трубці знаходиться постійна маса повітря, яке знаходиться при постійній (кімнатній) температурі, тому:

V = lS (3)

де l – довжина стовпа повітря,

S – площа перерізу трубки

Оскільки площа поперечного перерізу трубки постійна, то довжина стовпа повітря в ній пропорційна об’єму, тому для перевірки закону Бойля-Маріотта достатньо перевірити справедливість рівності:

(4)

Рисунок 1. Схема установки для перевірки закону Бойля-Маріотта

Рисунок 2. Схема установки для перевірки рівняння Менделєєва-Клапейрона

Рівняння Менделєєва-Клапейрона об’єднує три макроскопічних параметра речовини – об’єм, температуру і тиск:

= С =

const (5)

Тому для перевірки справедливості цього рівняння необхідно виміряти тиск і об’єм повітря в трубці при різних температурах (рис. 2).

Нехай Т₁ – температура гарячої води, а холодної – Т₂. Тоді два стани повітря в трубці описуються параметрами р₁, Т₁, V₁ і р₂, Т₂, V₂. У першому випадку тиск дорівнює атмосферному, а в другому – сумі атмосферного і гідростатичного.

В роботі необхідно перевірити рівність:

(6)