Порядок виконання роботи

1. Виміряйте за шкалою початкове відхилення маятника та його відхилення через повних коливань. Вимірювання повторіть п’ять разів для кожної пари матеріалів.

2. Виміряйте масштабною лінійкою значення та . Щоб визначити положення центра мас маятника, покладіть його на ребро тригранної металевої призми та зрівноважте. Виміряйте відстань від осі коливань до ребра призми.

3. Результати вимірювань запишіть у таблицю. Обчисліть значення коефіцієнтів тертя кочення для двох досліджуваних матеріалів. Оцініть точність експерименту, зробіть відповідні висновки.

Контрольні запитання

1. Наведіть класифікацію сил тертя.

2. Які причини призводять до виникнення тертя ковзання?

3. Поясніть виникнення тертя кочення.

4. Який фізичний зміст має коефіцієнт тертя кочення?

5. Що називається моментом сили?

6. Що називається центром мас? Як його експериментально визначити?

7. Сформулюйте закон збереження механічної енергії. Як його використано в цій роботі?

8. Які коливання називаються затухаючими?

9. Виведіть робочу формулу.

Форма звіту до лабораторної роботи 127.

1. Завдання.

2. Рисунок установки.

3. Робоча формула з розшифруванням величин.

4. Формули для обчислення похибок :

; .

5. Результати вимірювань та обчислень :

; ;

; ;

; ;

№ п/п	n
1-5
с/зн	50

; ; ;

; ; ;

; ; ;

6. Кінцеві результати :

; ; ;

; ; ;

; ; ;

7. Висновки.

Лабораторна робота 128. Дослідна перевірка рівняння бернуллі

Завдання: перевірити дослідним шляхом правильність рівняння Бернуллі.

Приладдя: експериментальна установка; мензурка; секундомір.

Теоретичний матеріал, який потрібно засвоїти під час підготовки до виконання роботи: ідеальна рідина; лінії та трубка течії; поле швидкостей; стаціонарний рух рідини; теорема про нерозривність струменя; закон збереження енергії; рівняння Бернуллі; динамічний, гідростатичний та статичний тиски.

Література

1. § 28, с.80-81; § 42-48, с.105-120.

2. § 5.10, с.87-89; § 8.1-8.5, с.103-111.

3. § 17.1-17.6, с.203-214.

4. § 7.1-7.7, с.147-175.

О пис установки: Установка для дослідної перевірки рівняння Бернуллі (рис.1) змонтована на підставці 1, на якій у тримачі 2 шарнірно закріпле-на скляна трубка 3 змінного перерізу. Від кожного перерізу відходять вертикаль-ні манометричні трубки 4, сполучені між собою та через кран 5 із помпою для нагні-тання повітря. Міліметрова лінійка 6 дає змогу визначити різницю тисків в обох перерізах. Горизонтальне положення трубки змінного перерізу контролюють за допомогою виска 7. Час наповнення мензурки водою вимірюють за допомогою секундоміра 8.

Ідея роботи та виведення робочих формул. Перевірку справджуваності рівняння Бернуллі здійснюють шляхом порівняння об’ємної витрати води, визначеної розрахунком за різницею тисків у перерізах (на підставі рівняння Бернуллі), з об’ємною витратою води, виміряною експериментально за допомогою мензурки та секундоміра.

Застосовуючи закон збереження енергії до стаціонарної течії ідеальної нестисливої рідини, Бернуллі вивів рівняння, згідно з яким сума статичного, гідростатичного та динамічного тисків уздовж довільної лінії течії є сталою:

, (1)

д е – статичний тиск; – гідростатичний тиск; – динамічний тиск.

Нехай площі попе-речних перерізів трубки дорівнюють S₁ і S₂, а відповідні їм швидкості руху води і тиски – v₁ i v₂ та р₁ i р₂ (рис.2). Тоді рівняння Бернуллі для горизонтальної трубки та умову нерозривності потоку запишемо так:

(2)

і S₁v₁= S₂v₂ або , (3)

де D₁ і D₂ – діаметри трубки у відповідних перерізах.

Розв’язавши систему рівнянь (2) і (3) щодо v₂ , отримаємо

. (4)

Витрату води (об’єм води, який проходить через поперечний переріз за одну секунду) визначимо за формулою

. (5)

Різниця тисків, виміряна за допомогою манометра, становить

, (6)

де  – густина води; h – різниця висот стовпів води в колінах манометра.

Підставивши значення p₁ – р₂ з (5) у (4) i беручи до уваги, що  (в нашій установці D₁ = 22 мм, а D₂ = 11 мм), отримаємо першу робочу формулу для підрахунку об’ємної витрати води

. (7)

Другу робочу формулу

(8)

отримаємо безпосередньо вимірюванням об’єму води V, що натікає в мензурку за час t.

Порівнюючи витрату води Q зі значенням Q₁, переконуємося в справджуваності рівняння Бернуллі.