- •Мурманский государственный технический университет, 2013
- •Введение …………………………………………………………………………...5 Лабораторная работа № 3. Изучение законов равноускоренного движения тел…………………………………………………………………………………..…20
- •Введение
- •Порядок выполнения лабораторных работ
- •Приборы для измерения линейных размеров тел
- •Миллиметровая линейка
- •Штангенциркуль
- •Как пользоваться штангенциркулем
- •Микрометр
- •Отсчет показаний
- •О погрешностях измерений
- •Порядок операций при обработке результатов серии измерений
- •При косвенных измерениях:
- •Лабораторная работа 3 Изучение законов равноускоренного движения тел
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения
- •Основные понятия и законы Скорость
- •Ускорение
- •Ускорение точки при прямолинейном движении
- •Законы Ньютона
- •Первый закон Ньютона
- •Второй закон Ньютона
- •Третий закон Ньютона
- •.2. Теория лабораторной работы
- •У стройство и принцип действия прибора Атвуда
- •Следовательно, ускорение системы
- •Проверка формулы пути
- •Журнал наблюдений 1
- •Расчет погрешностей измерений:
- •2. Проверка формулы скорости
- •Журнал наблюдений 2
- •.3. Проверка второго закона Ньютона
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа 5
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения
- •Основные понятия и законы Кинематика вращательного движения
- •Равномерное вращательное движение
- •Неравномерное вращение
- •Равнопеременное вращение
- •Связь линейных и угловых характеристик
- •Момент инерции
- •Момент силы
- •Момент импульса
- •Основное уравнение динамики вращательного движения
- •Аналогия между поступательным и вращательным движениями
- •Теория лабораторной работы Устройство и принцип действия маятника Обербека
- •Измерения и обработка результатов
- •По формуле определить угловое ускорение 1, по формуле
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа 6
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения
- •Основные понятия и законы Свободное падение
- •Механические колебания
- •– По характеру взаимодействия с окружающей средой:
- •Гармонические колебания
- •Физический маятник
- •2. Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа 8
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения
- •1.Основные понятия и законы Гармонические колебания
- •Момент инерции
- •Момент силы
- •2. Теория лабораторной работы
- •И змерения и обработка результатов
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа 12
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения
- •Основные понятия и законы Деформация
- •Механическое напряжение
- •Закон Гука
- •Диаграмма растяжения
- •Кручение
- •2. Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •Описание установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Литература
- •Лабораторная работа № 14
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения
- •1.Основные понятия и законы Деформация
- •Закон Гука
- •Механическое напряжение
- •Диаграмма растяжения
- •2. Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •Измерения и обработка результатов
- •Журнал наблюдений
- •Литература
- •Лабораторная работа 15
- •Цель работы: Ознакомиться с явлением возникновения стоячих звуковых волн и определить опытным путем скорость звука в воздухе. Приборы и материалы
- •Теоретические сведения
- •Основные понятия и законы Упругие волны. Длина волны
- •Окончательный результат:
- •Контрольные вопросы
- •Гармоническая волна
- •Бегущая волна
- •Интерференция волн
- •Стоячие волны
- •2. Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Окончательный результат:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа 17 Определение момента инерции маховика
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения .1. Основные понятия и законы Кинематика вращательного движения
- •Равномерное вращательное движение
- •Неравномерное вращение
- •Равнопеременное вращение
- •Связь линейных и угловых характеристик
- •Момент инерции
- •Момент силы
- •Момент импульса
- •Основное уравнение динамики вращательного движения
- •.2. Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •Описание установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Расчет погрешностей измерений:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа 19
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения
- •.2. Теория лабораторной работы
- •Описание установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Определение коэффициента теплопроводности твердого тела
- •Теоретические сведения .1. Основные понятия и законы Явления переноса
- •Теплопроводность в твердых телах
- •Уравнение теплопроводности
- •Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •О писание установки
- •Измерение и обработка результатов
- •Контрольные вопросы:
- •Литература
- •Лабораторная работа 21 Определение отношения теплоемкостей газа
- •Цель работы: Найти величину отношения cp /cv для воздуха. Приборы и материалы
- •Теоретические сведения .1. Основные понятия и законы Теплоёмкость
- •Удельная и молярная теплоёмкости
- •Адиабатный процесс
- •.2. Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Окончательный результат:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа 22
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения .1. Основные понятия и законы
- •1.1 Строение жидкости
- •1.2 Поверхностное натяжение
- •1.3. Коэффициент поверхностного натяжения
- •1.4. Определение коэффициента поверхностного натяжения
- •.2. Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •Измерения и обработка результатов
- •Расчет погрешностей измерений:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа 24 Определение коэффициента вязкости жидкости по методу Стокса
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения /1.Основные понятия и законы Явление внутреннего трения (вязкость)
- •Влияние температуры на вязкость
- •Сила вязкого трения
- •Вязкость газов
- •.2. Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •О писание установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Журнал наблюдений
- •Литература
- •Лабораторная работа 25 Изменение энтропии при нагревании и плавлении олова
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения
- •1.Основные понятия и законы Термодинамическая фаза. Фазовый переход
- •Плавление твердых тел
- •Обратимые и необратимые процессы
- •Второй закон термодинамики
- •Энтропия
- •Термодинамический подход
- •Закон возрастания энтропии
- •Статистический подход
- •Второе начало термодинамики и «тепловая смерть Вселенной»
- •Измерение энтропии
- •2.Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •Измерения и обработка результатов
- •Журнал наблюдений
- •Контрольные вопросы
- •Литература
2. Проверка формулы скорости
На груз М2 положить перегрузок m2 = 10,3 г и удерживать систему в состоянии покоя. Несколько ниже груза М2 поместить кольцевую платформу Е, а еще ниже – сплошную платформу F. Вывести систему из состояния покоя и одновременно включить секундомер.
Измерить время t от момента начала движения грузов до снятия перегрузка кольцевой платформой Е.
Измерить время t1 от момента снятия перегрузка до момента удара о сплошную платформу.
Измерить расстояние l между платформами.
Опыт повторить 3 раза, изменяя расстояния между платформами E и F.
Разделив расстояния l1, l2 и l3, проходимые грузом по инерции (они будут равны расстояниям между платформами за вычетом высоты груза М2), на соответствующие промежутки времени и взяв среднее арифметическое трех полученных результатов, определить скорость движения по инерции, а следовательно, и мгновенную скорость в конце равноускоренного движения. Высоту груза М2 нужно измерить штангенциркулем. Эту высоту h необходимо учитывать, так как перегрузок m снимается с верхнего основания груза М2 , а ударяется груз о сплошную платформу своим нижним основанием.
Результаты измерений и подсчетов заносятся в журнал наблюдений 2.
Значения ускорений, т.е. отношения мгновенных скоростей к соответствующим промежуткам времени равноускоренного движения (см. столбец 10 журнала наблюдений 2), приблизительно должны совпадать со значениями ускорений, полученными в первой части работы (см. столбец 6 журнала наблюдений 1).
Журнал наблюдений 2
№ опыта |
t, c |
<t>, c |
l, м |
h, м |
t1, c |
<t1>,c |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||||
3 |
|
|
||||||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
||||||
6 |
|
|
||||||
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
||||||
9 |
|
|
.3. Проверка второго закона Ньютона
На груз М2 положить перегрузок m2= 10,3 г, а на груз М1 перегрузок m1= 7,8 г, тогда масса, обуславливающая действующую силу будет равна разности масс перегрузков: Δm1 = m2 - m1 = 2,5 г, а масса системы будет равна сумме масс основных грузов и перегрузков, т.е. (2М + m1 + m2).
Измерить время, за которое система грузов пройдет некоторый путь за счет избыточной массы Δm = m1 + m2 = 18,1 г, занести данные наблюдения в журнал наблюдений 3.
Оба перегрузка переложить на груз М2, в результате чего избыточная масса будет Δm = 18,1 г, а масса системы не изменится. Измерить время, за которое система пройдет этот же путь. Подсчитав все ускорения, приобретенные под действием различных сил, убедиться что ускорения пропорциональны действующим силам:
№ опыта |
f•10-3, Н |
t, c |
S, м |
a, м/с2 |
а1 / а2 |
f1 / f2 |
1 |
f 1 = (m2 – m1)g= =24,53 |
|
|
|
|
|
2 |
f 2 = (m1 + m2)g= =177,56 |
|
|

,
м/c
,
м/с2