Target– untuk menentukan momen inersia benda dengan metode getaran puntir.

Perangkat dan bahan: instalasi ukur, set badan, stopwatch.

Deskripsi metode pemasangan dan pengukuran

Pengaturan pengukuran adalah piringan bundar yang digantung pada kawat baja elastis dan dirancang untuk mengakomodasi benda, momen inersianya harus ditentukan (Gbr. 8.1).

Beras. 8.1

Perangkat ini dipusatkan menggunakan dua bobot bergerak yang dipasang pada disk. Memutar disk perangkat pada sudut tertentu di sekitar sumbu vertikal, suspensi baja diputar.

Ketika tubuh berputar melalui sudut , kawat berputar dan momen gaya muncul M berusaha mengembalikan tubuh ke posisi keseimbangan. Eksperimen menunjukkan bahwa dalam rentang yang cukup luas momen gaya M sebanding dengan sudut puntir  , yaitu
(bandingkan: gaya elastis
). Disk dilepaskan, memungkinkannya melakukan getaran torsional. Periode getaran torsi ditentukan oleh ekspresi
, di mana f– modulus torsi; J adalah momen inersia dari sistem yang berosilasi.

Untuk instrumen
. (8.1)

Persamaan (8.1) mengandung dua besaran yang tidak diketahui f dan J dll.. Oleh karena itu, perlu untuk mengulangi percobaan, setelah menempatkan benda referensi dengan momen inersia yang diketahui pada disk setup. Sebuah silinder padat diambil sebagai standar, momen inersianya adalah J ini .

Setelah menentukan periode osilasi baru perangkat dengan standar, kami membuat persamaan yang mirip dengan persamaan (8.1):

. (8.2)

Memecahkan sistem persamaan (8.1) dan (8.2), kami menentukan modulus torsi f dan momen inersia perangkat J dll. dengan posisi beban ini. (Turunan rumus perhitungan untuk f dan J dll. melakukannya sendiri sebagai persiapan untuk pekerjaan laboratorium dan memasukkannya ke dalam laporan). Setelah menghapus standar, sebuah badan ditempatkan pada disk perangkat, momen inersia yang relatif terhadap sumbu perangkat harus ditentukan. Pemasangan dipusatkan dan periode getaran puntir ditentukan lagi T 2 , yang dalam hal ini dapat ditulis sebagai

. (8.3)

Penuh arti dan f, hitung momen inersia tubuh relatif terhadap sumbu perangkat berdasarkan rumus (8.3).

Data semua pengukuran dan perhitungan dimasukkan ke dalam tabel. 8.1.

Tabel 8.1

Besaran yang diukur dan dihitung untuk menentukan momen inersia menggunakan metode getaran torsional

	t dll.	T dll.	t 1	T 1	t 2	T 2
		< T dll. >=	< T 1 >= < ¦ >= < J dll. >=	< T 2 >= < J t >

Tugas 1. Penentuan periode getaran puntir perangkat, perangkat dengan standar, perangkat dengan tubuh

1. Ukur waktu dengan stopwatch t dll. 20-30 getaran lengkap perangkat dan tentukan
.

2. Ulangi percobaan 5 kali dan tentukan < T dll. > .

3. Tempatkan standar pada disk perangkat dan tentukan dengan cara yang sama < T 1 >.

4. Tempatkan bodi pada disk perangkat, pusatkan instalasi, tentukan < T 2 > .

Catat hasil pengukuran dalam tabel. 8.1

Pekerjaan laboratorium 8.

"Pengukuran penyimpangan diameter dan bentuk permukaan lubang dengan indikator pengukur bagian dalam".

Tujuan pekerjaan: Untuk menguasai metode pengukuran dengan jangka sorong indikator

diameter lubang dan penyimpangan bentuk lubang.

Tugas: Mengukur penyimpangan diameter dan bentuk permukaan

lubang di bagian tipe bushing dengan caliper indikator.

Peralatan: Kaliper indikator dengan kepala.

Ukuran akhir panjang (KMD).

Aksesoris untuk KMD.

Detail jenis busing dan gambarnya.

1. Bagian teoretis

Pengukuran lubang dapat diterima jika yaitu kesalahan yang membatasi pengukuran kepala kurang dari kesalahan yang diizinkan untuk mengukur lubang.

2. Kaliper indikator.

Tabung 4 (Gbr. 1) dengan pegangan insulasi panas 6 berfungsi sebagai dasar kaliper indikator.Pembukaan atas tabung dengan penjepit 8 digunakan untuk memasang selongsong kepala pengukur atau indikator dial.

Di bagian bawah tabung terdapat kepala pengukur bagian dalam, terdiri dari badan 9, jembatan pemusat 11 dan ujung batang pengukur - dapat digerakkan 1 dan kaku 10. Pergerakan ujung 1 melalui tuas 2, batang 3 dan cacing 5 ditransmisikan ke kepala pengukur. Jembatan pemusatan 2 mengatur sumbu pengukuran pengukur bagian dalam (sumbu ujung a1 dan 10) agar bertepatan dengan diameter lubang bagian yang diukur (Gbr. 2)

Saat mengukur, perlu untuk mengguncang pengukur bagian dalam di bidang aksial di bagian memanjang dan menemukan posisi minimum di sepanjang panah kepala pengukur, mis. tegak lurus terhadap kedua generator lubang.

Pengukur dalam dengan jembatan pemusatan diproduksi dengan rentang pengukuran: mm: 6…10; 10…18; 18…50; 50…100; 100…160; 160…250; 250…450; 450…700; 700…1000.

Untuk mengukur lubang berdiameter kecil, pengukur bagian dalam dengan sisipan bola diterima (Gbr. 3) sisipan bola memiliki rentang: mm: 3 ... 6; 6…10; 10…18.

Untuk mengatur indikator di dalam pengukur ke "0", cincin penyetel atau set pengukur akhir (KMD) dan dinding samping digunakan. Blok KMD dipilih dan dipasang di dudukan bersama dengan dinding samping. Pengoperasian saat diatur ke "0" sama dengan saat mengukur benda kerja.

2.1 Mengukur kepala.

Kepala pengukur mengubah gerakan kecil ujung pengukur menjadi gerakan besar penunjuk perangkat pelaporan.

Gambar 4 menunjukkan dial indicator. Batang pengukur 1 dari indikator memiliki rel yang terhubung dengan roda gigi 5 dan mentransmisikan gerakan ke tabung 9 dan panah 8 melalui roda gigi 9. Untuk mengaturnya ke “0”, skala putaran dial berputar bersama dengan pelek 2. Panah 6 menunjukkan jumlah putaran panah 8.

Dial gauge memiliki diameter lengan 8mm, batang pengukur stroke 2; 5 atau 10mm dan harga pembagian 0,01mm.

Dalam kepala pengukur bergigi tuas, pergerakan ujung pengukur (putaran) melalui sistem tuas ditransmisikan ke sektor roda gigi, yang memutar roda gigi dan panah yang duduk di poros roda. Kepala memiliki nilai pembagian 0,001 mm dan 0,002 mm, rentang pengukuran ± 0,05 mm ... 5 mm (multi-putaran).

2.2 Persiapan pengukuran.

1. Pasang kepala pengukur di tabung pengukur lubang. Untuk melakukan ini, masukkan selongsong kepala pengukur ke dalam lubang tabung sehingga bola ujung pengukur menyentuh ujung batang dan skala dial menghadap jauh dari jembatan tengah dan kencangkan kepala pengukur dengan penjepit. , sedangkan panah harus berbelok penuh. Pada saat yang sama, perlu untuk menjaga kebebasan pergerakan batang pengukur kepala.

2. Putar blok KMD sesuai dengan ukuran nominal lubang dan pasang di antara sisi-sisi pada dudukan untuk KMD. Pra-menyeka ubin dan dinding samping dengan bensin. Lap permukaan lubang yang lapuk dengan kain bersih.

3. periksa kesesuaian batas pengukuran pengukur bagian dalam dengan ukuran lubang pengukur. Jika tidak cocok, ganti batang pengukur yang dapat diganti atau pilih satu set ekstensi dan washer untuk batang kompon kaku (tergantung pada jenis pengukur bagian dalam).

2.3 Mengatur pengukur bagian dalam ke "0".

1. Ambil pengukur bagian dalam dengan pegangan insulasi panas dan masukkan pengukur kedalaman di antara sisi-sisinya.

2. Perhatikan panah di kepala dan gerakkan pengukur bagian dalam di antara sisi-sisinya dengan mengayunkan dan memutar di sekitar sumbu tabung (lihat diagram), atur pengukur bagian dalam ke posisi yang sesuai dengan jarak terkecil antara permukaan pengukur sisi-sisinya . Dalam hal ini, panah akan mencapai pembagian * (searah jarum jam) terjauh dan berbalik. Untuk kedua jenis gerakan (mengayun dan berputar), pembagian ini harus cocok.

3. Ingat pembagian ini, lepaskan caliper dari dinding samping dan putar timbangan ke posisi yang ditentukan dengan tepi dial (atau sekrup pengaturan ke “0”).

4.Periksa pengaturan ke "0". Pada posisi yang tepat, jarum indikator harus menunjuk ke 0.

2.4 Pengukuran diameter lubang.

1. Ambil caliper dengan tangan kanan Anda dengan pegangan insulasi panas dan, pegang bagian dengan tangan kiri Anda, masukkan caliper ke dalam lubang bagian yang diukur dengan kepala pengukur menghadap ke atas dan timbangan ke arah Anda. Untuk melakukan ini, batang yang dapat digerakkan dengan jembatan harus dimasukkan ke kedalaman yang dangkal dengan memiringkan pengukur bagian dalam, dan kemudian meluruskannya sehingga batang yang kaku bersandar pada dinding lubang yang berlawanan.

2. Pindahkan caliper ke bagian yang diinginkan dan, goyangkan dalam bidang vertikal menjauh dari Anda - ke arah Anda, perhatikan pembagian skala terjauh, yang dicapai panah.

Penyimpangan panah searah jarum jam dari "0" menunjukkan penurunan ukuran diameter lubang dan tanda "-", dan penyimpangan berlawanan arah jarum jam menunjukkan penurunan diameter dan tanda "+".

4. Lakukan pembacaan kaliper, dengan memperhatikan pembagian skala kepala dan tanda, dan tuliskan di tabel referensi. Pengukuran harus dilakukan untuk setiap bagian dalam dua arah yang saling tegak lurus.

Beras. 1 kaliper indikator

Beras. 4 Indikator panggil

3. Hasil pengukuran.

1. Dengan mempertimbangkan ukuran nominal blok KMD, hitung dimensi sebenarnya dari bagian tersebut.

2. Bandingkan dimensi bagian dengan dimensi pembatas yang diizinkan dan berikan kesimpulan tentang kesesuaian bagian tersebut.

Setelah mempertimbangkan dimensi bagian demi bagian, tentukan penyimpangan bentuk bagian dari silinder.

3. Mengisi laporan pekerjaan.

Setelah memeriksa hasil pengukuran oleh guru, bersihkan caliper, kepala, KMD dan aksesorinya dengan kain kering dan masukkan ke dalam wadah. Merapikan tempat kerja.

KEMENTERIAN PENDIDIKAN FEDERASI RUSIA

UNIVERSITAS KEUANGAN NEGARA SIBERIA

dinamai akademisi M.F. Reshetnev

Departemen Fisika Teknik

Lab #8

METODE EMPAT-PROBE UNTUK MENGUKUR RESISTANSI SEMIKONDUKTOR

Pedoman untuk melakukan pekerjaan laboratorium pada kursus "Elektronik Solid State"

Disusun oleh: Parshin A.S.

Krasnoyarsk 2003

Pekerjaan laboratorium 8. Metode empat probe untuk mengukur resistansi semikonduktor1

Teori metode . 1

Pengaturan eksperimen . 3

Perintah kerja .. 5

Persyaratan format laporan . 7

pertanyaan tes .. 7

literatur . 7

Pekerjaan laboratorium 8. Empat probemetode pengukuran resistansi semikonduktor

Objektif: studi tentang ketergantungan suhu spesifik hambatan listrik semikonduktor dengan metode empat probe, penentuan celah pita semikonduktor.

Teori metode

Empat probe metode pengukuran resistivitas semikonduktor adalah yang paling umum. Keuntungan dari metode ini adalah bahwa penerapannya tidak memerlukan pembuatan kontak ohmik ke sampel; dimungkinkan untuk mengukur resistivitas sampel dengan bentuk dan ukuran yang paling beragam. Kondisi penggunaannya dalam hal bentuk sampel adalah adanya permukaan datar, yang dimensi liniernya melebihi dimensi linier sistem probe.

Sirkuit untuk mengukur resistansi dengan metode empat probe ditunjukkan pada gambar. 1. Empat probe logam dengan area kontak kecil ditempatkan di sepanjang garis lurus pada permukaan datar sampel. Jarak antar probe s 1 , s2 dan s3 . Melalui probe eksternal 1 dan 4 melewatkan arus listrik saya 14 , pada probe internal 2 dan 3 mengukur beda potensial U 23 . Dengan nilai terukur saya 14 dan U 23 resistivitas semikonduktor dapat ditentukan.

Untuk menemukan rumus perhitungan resistivitas, pertama-tama mari kita pertimbangkan masalah distribusi potensial di sekitar probe titik yang terpisah (Gbr. 2). Untuk menyelesaikan masalah ini, perlu untuk menulis persamaan Laplace dalam sistem koordinat bola, karena distribusi potensial memiliki simetri bola:

.(1)

Solusi persamaan (1) asalkan potensial di r=0 positif, cenderung nol, sangat besar r memiliki bentuk sebagai berikut:

Konstanta integrasi Dengan dapat dihitung dari kondisi kuat medan listrik E agak jauh dari probe r=r0 :

.

Karena kerapatan arus yang mengalir melalui belahan bumi dengan jari-jari r0 , j =Saya/(2πr0 2), dan sesuai dengan hukum Ohm j =E/ρ , kemudian E(r0)=saya / (2π r0 2).

Dengan demikian

Jika radius kontak r1 , maka potensi ujungnya

Jelas bahwa potensi sampel pada titik kontaknya dengan probe memiliki nilai yang sama. Menurut rumus (3), maka jatuh tegangan utama terjadi di daerah dekat-kontak dan, oleh karena itu, nilai arus yang mengalir melalui sampel ditentukan oleh resistansi daerah dekat-kontak. Panjang daerah ini semakin kecil, semakin kecil jari-jari probe.

Potensial listrik pada setiap titik sampel dapat ditemukan sebagai jumlah aljabar dari potensial yang dibuat pada titik tersebut oleh arus masing-masing probe. Untuk arus yang mengalir ke sampel, potensialnya positif, dan untuk arus yang keluar dari sampel, itu negatif. Untuk sistem probe yang ditunjukkan pada gambar. 1, potensi probe pengukur 2 dan 3

;

.

Perbedaan potensial antara mengukur kontak 2 dan 3

Oleh karena itu resistivitas sampel

.(5)

Jika jarak antar probe sama, mis. s 1 = s 2 = s 3 = s , kemudian

Jadi, untuk mengukur spesifik hambatan listrik sampel menggunakan metode empat probe, cukup untuk mengukur jarak antara probe s , jatuh tegangan U 23 pada probe pengukur dan arus yang mengalir melalui sampel saya 14 .

Pengaturan eksperimen

Pengaturan pengukuran diimplementasikan berdasarkan standar laboratorium universal. Perangkat dan peralatan berikut digunakan dalam pekerjaan laboratorium ini:

1. Ruang panas dengan sampel dan kepala pengukur;

2. Sumber DC TES-41;

3. Sumber tegangan DC B5-47;

4. Voltmeter digital universal V7-21A;

5. Menghubungkan kabel.

Diagram blok dari pengaturan eksperimental ditunjukkan pada gambar. 3.

Sampel ditempatkan pada tahap pengukuran ruang panas. Kepala pengukur ditekan oleh mekanisme pegas manipulator ke permukaan sampel yang dipoles rata. Di dalam meja pengukur ada pemanas, yang ditenagai oleh sumber arus searah yang stabil TES-41, yang beroperasi dalam mode stabilisasi saat ini. Suhu sampel dikendalikan oleh termokopel atau ketahanan termal. Untuk mempercepat proses pengukuran, Anda dapat menggunakan kurva bertingkat yang disajikan dalam lampiran, yang memungkinkan Anda menentukan suhu sampel dari arus pemanas. Nilai arus pemanas diukur dengan ammeter yang terpasang pada sumber arus.

Arus melalui kontak 1 dan 4 dibuat menggunakan sumber DC stabil yang dapat disesuaikan B7-47 dan dikendalikan oleh perangkat digital universal V7-21A, dinyalakan dalam mode ammeter. Tegangan yang terjadi antara probe pengukur 2 dan 3 dicatat oleh voltmeter digital resistansi tinggi V7-21A. Pengukuran harus dilakukan pada arus terendah melalui sampel, ditentukan oleh kemungkinan pengukuran tegangan rendah. Pada arus tinggi, pemanasan sampel dimungkinkan, yang mendistorsi hasil pengukuran. Mengurangi arus operasi secara bersamaan mengurangi modulasi konduktivitas sampel yang disebabkan oleh injeksi pembawa muatan selama aliran arus.

Masalah utama dalam pengukuran hambatan listrik metode penyelidikan adalah masalah kontak. Untuk sampel vakum tinggi, kadang-kadang perlu dilakukan pembentukan kontak listrik untuk mendapatkan resistansi kontak yang rendah. Pembentukan kontak probe pengukur dilakukan dengan menerapkan tegangan konstan beberapa puluh atau bahkan ratusan volt secara singkat ke probe pengukur.

Perintah kerja

1. Biasakan diri Anda dengan deskripsi perangkat yang diperlukan untuk melakukan pekerjaan. Merakit skema pengaturan pengukuran sesuai dengan gambar. 3. Saat menghubungkan voltmeter universal V7-21A, perhatikan bahwa yang satu harus bekerja dalam mode pengukuran tegangan, yang lain - dalam pengukuran saat ini. Dalam diagram, mereka ditunjukkan oleh ikon. " kamu" dan " SAYA" masing-masing. Periksa pengaturan sakelar mode yang benar pada perangkat ini.

2. Setelah diperiksa kebenaran perakitan alat ukur oleh guru atau teknisi, nyalakan voltmeter dan sumber tegangan B7-47.

3. Atur tegangan sumber B7-47 ke 5V. Jika tegangan dan arus pada sampel berubah seiring waktu, maka dengan bantuan guru atau insinyur, cetakan listrik dari kontak probe pengukur.

4. Lakukan pengukuran penurunan tegangan kamu+ 23 dan kamu– 23 untuk arah arus yang berbeda saya 14 . Nilai tegangan yang diperoleh dirata-rata untuk th, untuk mengecualikan dengan cara ini termo-EMF longitudinal yang timbul pada sampel karena gradien suhu. Masukkan data percobaan dan perhitungan nilai tegangan pada Tabel 1.

Bentuk tabel 1

	Saya memuat, A	T,K	Saya 14, mA	kamu + 23 , PADA	kamu – 23 , PADA

5. Ulangi pengukuran pada suhu sampel yang berbeda. Untuk melakukan ini, Anda perlu mengatur arus pemanas ruang termal Saya memuat,= 0,5 A, tunggu 5-10 menit hingga suhu sampel stabil, dan catat pembacaan instrumen pada Tabel 1. Tentukan suhu sampel menggunakan kurva kalibrasi yang disajikan dalam Lampiran.

6. Lakukan pengukuran secara berurutan untuk nilai arus pemanas 0.9, 1.1, 1.2, 1.5, 1.8 A. Catat hasil semua pengukuran pada Tabel 1.

7. Mengolah hasil eksperimen yang diperoleh. Untuk melakukan ini, dengan menggunakan hasil yang disajikan pada Tabel 1, hitung 10 3 /T , spesifik hambatan listrik sampel pada setiap suhu ρ menurut rumus (6), konduktivitas listrik

logaritma alami dari konduktivitas listrik ln σ . Catat semua hasil perhitungan pada Tabel 2.

Bentuk tabel 2

	T, K	, K-1	, Ohm m	, (Ohmm) -1	log

8. Buat grafik ketergantungan. Analisis jalannya kurva, tandai area pengotor dan konduktivitas intrinsik. deskripsi singkat tentang tugas yang ditetapkan dalam pekerjaan;

· diagram pengaturan pengukuran;

· hasil pengukuran dan perhitungan;

· grafik ketergantungan;

· analisis hasil yang diperoleh;

· kesimpulan kerja.

pertanyaan tes

1. Semikonduktor intrinsik dan ekstrinsik. Struktur pita semikonduktor intrinsik dan pengotor. lebar celah pita. Energi aktivasi pengotor.

2. Mekanisme konduktivitas listrik semikonduktor intrinsik dan ekstrinsik.

3. Ketergantungan suhu dari konduktivitas listrik semikonduktor intrinsik.

4. Ketergantungan suhu konduktivitas listrik semikonduktor pengotor.

5. Penentuan celah pita dan energi aktivasi pengotor dari ketergantungan suhu konduktivitas listrik.

6. Empat probe Metode pengukuran hambatan listrik semikonduktor: ruang lingkup, kelebihan dan kekurangannya.

7. Masalah distribusi potensial medan listrik di dekat probe.

8. Turunan dari rumus perhitungan (6).

9. Skema dan prinsip operasi pengaturan eksperimental.

10. Jelaskan grafik ketergantungan yang diperoleh secara eksperimental, bagaimana celah pita ditentukan dari grafik ini?

literatur

1. Pavlov L.P. Metode untuk mengukur parameter bahan semikonduktor: Buku teks untuk universitas. - M.: Lebih tinggi. sekolah., 1987.- 239 hal.

2. Lysov V.F. Workshop fisika semikonduktor. –M.: Pencerahan, 1976.- 207 hal.

3. Epifanov G.I., Moma Yu.A. Elektronik Solid State: Tutorial. untuk mahasiswa universitas. - M.: Lebih tinggi. sekolah., 1986.- 304 hal.

4. Ch Kittel, Pengantar Fisika Solid State. - M.: Nauka, 1978. - 792 hal.

5. Shalimova K.V. Fisika Semikonduktor: Buku Ajar untuk Sekolah Menengah Atas. - M.: Energi, 1971. - 312 hal.

6. Fridrikhov S.A., Movnin S.M. Fondasi fisik teknologi elektronik: Sebuah buku teks untuk universitas. - M.: Lebih tinggi. sekolah ., 1982.- 608 hal.

Pekerjaan laboratorium 8 Mengukur daya dan kerja arus pada lampu listrik Tujuan praktikum ini adalah untuk mempelajari cara menentukan daya dan kerja arus pada lampu dengan menggunakan amperemeter, voltmeter, dan jam Peralatan - baterai, kunci , lampu tegangan rendah pada dudukan, ammeter, voltmeter, kabel penghubung, stopwatch.

Rumus Teori untuk menghitung kerja arus A= IUt Rumus untuk menghitung daya arus P= IU atau P= Nilai pembagian = ___= A dari ammeter Nilai pembagian =___= V dari voltmeter teori P. = teori U. saya teori. / dihitung dari nilai U dan I yang ditunjukkan pada dasar bola lampu / Diagram rangkaian listrik

Perhitungan: A= P = A teori. = teori P = Kesimpulan: Hari ini di praktikum saya belajar bagaimana menentukan daya dan kerja arus pada lampu dengan menggunakan amperemeter, voltmeter dan stopwatch. Dihitung (a) nilai kerja arus dan kekuatan bola lampu: A \u003d J R \u003d W (tunjukkan nilai eksperimental spesifik dari besaran fisik). Juga dihitung (a) nilai teoritis dari pekerjaan arus dan kekuatan bola lampu: Teori A. = teori J R. \u003d W Nilai eksperimental dari pekerjaan dan daya saat ini dalam lampu (kurang-lebih) bertepatan dengan nilai teoretis yang dihitung. Oleh karena itu, ketika melakukan pekerjaan laboratorium, kesalahan pengukuran kecil dibuat. (Nilai eksperimental yang diperoleh dari pekerjaan dan daya saat ini dalam lampu tidak sesuai dengan nilai teoretis yang dihitung. Oleh karena itu, kesalahan pengukuran acak yang signifikan dibuat selama pekerjaan laboratorium.)

Pelajaran 47

Mengukur kecepatan gerakan tidak rata

Brigade __________________

__________________

Peralatan: perangkat untuk mempelajari gerak bujursangkar, tripod.

Objektif: buktikan bahwa sebuah benda yang bergerak lurus pada bidang miring bergerak dengan percepatan beraturan dan tentukan nilai percepatannya.

Dalam pelajaran, selama percobaan demonstrasi, kami memastikan bahwa jika tubuh tidak menyentuh bidang miring yang bergerak (levitasi magnetik), maka gerakannya dipercepat secara seragam. Kita dihadapkan pada tugas untuk memahami bagaimana tubuh akan bergerak dalam kasus ketika meluncur di sepanjang bidang miring, mis. antara permukaan dan tubuh ada gaya gesekan yang mencegah gerakan.

Mari kita mengajukan hipotesis bahwa tubuh meluncur di sepanjang bidang miring, juga dipercepat secara seragam, dan memeriksanya secara eksperimental dengan memplot ketergantungan kecepatan gerakan pada waktu. Dengan gerak dipercepat beraturan, grafik ini merupakan garis lurus yang keluar dari titik asal. Jika graf yang telah kita buat, hingga kesalahan pengukuran, dapat dianggap sebagai garis lurus, maka gerakan pada segmen lintasan yang dipelajari dapat dianggap dipercepat secara seragam. Jika tidak, itu adalah gerakan non-seragam yang lebih kompleks.

Untuk menentukan kecepatan dalam kerangka hipotesis kami, kami menggunakan rumus gerak variabel seragam. Jika gerakan dimulai dari keadaan diam, maka V = pada (1), dimana sebuah- percepatan, t- waktu perjalanan V- kecepatan tubuh pada suatu waktu t. Untuk gerak dipercepat beraturan tanpa kecepatan awal, hubungan s = pada 2 /2 , di mana s- jalur yang ditempuh tubuh selama gerakan t. Dari rumus ini sebuah =2 s / t 2 (2) Substitusikan (2) ke (1), kita peroleh: (3). Jadi, untuk menentukan kecepatan suatu benda pada suatu titik lintasan tertentu, cukup mengukur pergerakannya dari titik awal ke titik ini dan waktu gerakannya.

Perhitungan batas kesalahan. Kecepatan ditemukan dari percobaan dengan pengukuran tidak langsung. Dengan pengukuran langsung kita menemukan jalur dan waktu, dan kemudian menurut rumus (3) kecepatan. Rumus untuk menentukan batas kesalahan kecepatan dalam hal ini adalah: (4).

Evaluasi hasil yang diperoleh. Karena adanya kesalahan dalam pengukuran jarak dan waktu, nilai kecepatan V tidak terletak tepat pada garis lurus (Gbr. 1, garis hitam). Untuk menjawab pertanyaan apakah gerakan yang dipelajari dapat dianggap dipercepat secara seragam, perlu untuk menghitung batas kesalahan perubahan kecepatan, plot kesalahan ini pada grafik untuk setiap kecepatan yang diubah (batang merah), menggambar koridor (garis putus-putus) ,

Di luar batas kesalahan. Jika ini memungkinkan, maka gerakan seperti itu dengan kesalahan pengukuran tertentu dapat dianggap dipercepat secara seragam. Garis lurus (biru) yang berasal dari titik asal koordinat, terletak sepenuhnya di koridor ini dan melewati sedekat mungkin dengan nilai kecepatan yang diukur adalah ketergantungan yang diinginkan dari kecepatan pada waktu: V = at. Untuk menentukan percepatan, Anda perlu mengambil titik sembarang pada grafik dan membagi nilai kecepatan pada titik ini V 0 dengan waktu pada t 0: a =V 0 / t 0 (5).

Proses kerja:

1. Kami merakit instalasi untuk menentukan kecepatan. Kami memperbaiki rel pemandu pada ketinggian 18-20 cm. Kami menempatkan kereta di bagian paling atas rel dan menempatkan sensor sehingga stopwatch menyala pada saat kereta mulai bergerak. Sensor kedua akan ditempatkan secara berurutan kira-kira pada jarak: 10, 20, 30, 40 cm untuk 4 percobaan. Data tersebut dimasukkan ke dalam tabel.

2. Kami membuat 6 start carriage untuk setiap posisi sensor kedua, setiap kali memasukkan pembacaan stopwatch ke dalam Tabel. Meja

Kecepatan		Kecepatan		Kecepatan		Kecepatan

3. Kami menghitung nilai rata-rata waktu pergerakan kereta antara sensor - t cf.

4. Substitusikan nilai s dan t cf ke dalam rumus (3), kita tentukan kecepatan di titik-titik tempat sensor kedua dipasang. Data tersebut dimasukkan ke dalam tabel.

5. Kami membuat grafik ketergantungan kecepatan kereta terhadap waktu.

6

Kesalahan pengukuran jalur dan waktu:

s= 0,002 m, t=0,01 s.

7. Dengan menggunakan rumus (4), kita cari V untuk setiap nilai kecepatan. Dalam hal ini, waktu t dalam rumus adalah t lih.

8. Nilai V yang ditemukan diplot pada grafik untuk setiap titik yang diplot.

. Kami membangun koridor kesalahan dan melihat apakah kecepatan yang dihitung V jatuh ke dalamnya.

10. Kami menggambar garis lurus V=at di koridor kesalahan dari asal koordinat dan menentukan nilai percepatan dari grafik sebuah sesuai dengan rumus (5): a =

Kesimpulan:__________________________________________________________________________________________________________________________________________

Lab #5

Lab #5

Penentuan kekuatan optik dan panjang fokus lensa cembung.

Peralatan: penggaris, dua segitiga siku-siku, lensa konvergen fokus panjang, bola lampu pada dudukan dengan penutup, sumber arus, sakelar, kabel penghubung, layar, rel pemandu.

Bagian teoretis:

Cara paling sederhana untuk mengukur daya bias dan panjang fokus lensa adalah dengan menggunakan rumus lensa

d adalah jarak benda ke lensa

f adalah jarak lensa ke bayangan

F - panjang fokus

Kekuatan optik lensa disebut nilai

Sebagai objek, huruf yang bersinar dengan cahaya yang menyebar di tutup iluminator digunakan. Gambar sebenarnya dari surat ini diperoleh di layar.

Bayangannya nyata terbalik diperbesar:

Bayangan adalah imajiner langsung diperbesar:

Perkiraan kemajuan pekerjaan:

F=8cm=0.08m

F=7cm=0,07m

F=9cm=0,09m

Pekerjaan laboratorium dalam fisika No. 3

Pekerjaan laboratorium dalam fisika No. 3

siswa kelas 11 "B"

Alexseeva Maria

Penentuan percepatan jatuh bebas menggunakan bandul.

Peralatan:

Bagian teoretis:

Berbagai gravimeter, khususnya perangkat pendulum, digunakan untuk mengukur percepatan jatuh bebas. Dengan bantuan mereka, adalah mungkin untuk mengukur percepatan jatuh bebas dengan kesalahan mutlak orde 10 -5 m/s 2 .

Pekerjaan menggunakan perangkat pendulum paling sederhana - bola di atas utas. Untuk ukuran bola kecil dibandingkan dengan panjang ulir dan penyimpangan kecil dari posisi kesetimbangan, periode osilasi sama dengan

Untuk meningkatkan akurasi pengukuran periode, perlu untuk mengukur waktu t dari sejumlah besar residual N dari osilasi lengkap bandul. Kemudian periode

Dan percepatan jatuh bebas dapat dihitung dengan rumus

Melakukan percobaan:

Tempatkan tripod di tepi meja.

Di ujung atasnya, perkuat cincin dengan kopling dan gantung bola di seutas benang. Bola harus menggantung pada jarak 1-2 cm dari lantai.

Ukur panjang l bandul dengan selotip.

Bangkitkan osilasi bandul dengan membelokkan bola ke samping sejauh 5-8 cm dan melepaskannya.

Ukur waktu t 50 dari osilasi bandul dalam beberapa percobaan dan hitung t cf:

Hitung kesalahan absolut rata-rata pengukuran waktu dan masukkan hasilnya ke dalam tabel.

Hitung percepatan jatuh bebas menggunakan rumus

Tentukan kesalahan relatif dari pengukuran waktu.

Tentukan kesalahan relatif dalam mengukur panjang bandul

Hitung kesalahan pengukuran relatif g menggunakan rumus

Kesimpulan: Ternyata percepatan jatuh bebas, diukur dengan bandul, kira-kira sama dengan percepatan jatuh bebas tabular (g \u003d 9,81 m / s 2) dengan panjang ulir 1 meter.

Alekseeva Maria, siswa kelas 11 "B" gimnasium No. 201, Moskow

Guru fisika gimnasium No. 201 Lvovsky M.B.

Lab #4

Lab #4

Pengukuran indeks bias kaca

murid kelas 11 "B" Alekseeva Maria.

Objektif: pengukuran indeks bias pelat kaca berbentuk trapesium.

Bagian teoretis: indeks bias kaca relatif terhadap udara ditentukan oleh rumus:

Tabel perhitungan:

Perhitungan:

n pr1= AE1 / DC1 = 34mm / 22mm = 1,5

n pr2= AE2 / DC2 = 22mm/14mm = 1,55

Kesimpulan: Setelah menentukan indeks bias kaca, kita dapat membuktikan bahwa nilai ini tidak bergantung pada sudut datang.

Lab #6

Pekerjaan laboratorium 6.

Pengukuran gelombang cahaya.

Perlengkapan: kisi difraksi dengan periode 1/100 mm atau 1/50 mm.

Diagram instalasi:

1. Pemegang.

2. Layar hitam.

   Celah vertikal yang sempit.

Tujuan pekerjaan: penentuan eksperimental gelombang cahaya menggunakan kisi difraksi.

Bagian teoretis:

Kisi difraksi adalah kumpulan dari sejumlah besar celah yang sangat sempit yang dipisahkan oleh ruang buram.

Sumber

Panjang gelombang ditentukan oleh rumus:

Dimana d adalah periode kisi

k adalah orde spektrum

Sudut di mana cahaya maksimum diamati

Persamaan kisi difraksi:

Karena sudut di mana maksima dari orde 1 dan 2 diamati tidak melebihi 5 , seseorang dapat menggunakan garis singgungnya sebagai ganti sinus sudut.

Karena itu,

Jarak sebuah dihitung sepanjang penggaris dari jeruji ke layar, jarak b– pada skala layar dari celah ke garis spektrum yang dipilih.

Rumus akhir untuk menentukan panjang gelombang adalah

Dalam karya ini, kesalahan pengukuran panjang gelombang tidak diperkirakan karena beberapa ketidakpastian dalam pilihan bagian tengah spektrum.

Perkiraan kemajuan pekerjaan:

b=8 cm, a=1 m; k=1; d=10 -5 m

(Warna merah)

d adalah periode kisi

Kesimpulan: Setelah secara eksperimental mengukur panjang gelombang cahaya merah menggunakan kisi difraksi, kami sampai pada kesimpulan bahwa ini memungkinkan Anda mengukur panjang gelombang gelombang cahaya dengan sangat akurat.

Pelajaran 43

Pelajaran 43

Pengukuran percepatan tubuh

Brigade _______

____________________

Tujuan studi: mengukur percepatan batang sepanjang saluran miring lurus.

Perangkat dan bahan: tripod, rel pemandu, kereta, beban, sensor waktu, stopwatch elektronik, bantalan busa.

Pembenaran teoritis dari pekerjaan:

Kami akan menentukan percepatan tubuh sesuai dengan rumus: , di mana v 1 dan v 2 adalah kecepatan sesaat tubuh pada titik 1 dan 2, diukur pada waktu t 1 dan t 2 , masing-masing. Untuk sumbu X, pilih penggaris yang terletak di sepanjang rel pemandu.

Proses kerja:

1. Kami memilih dua titik x 1 dan x 2 pada penggaris, di mana kami akan mengukur kecepatan sesaat dan memasukkan koordinatnya pada Tabel 1.

Tabel 1.

Titik pada sumbu X untuk mengukur kecepatan sesaat		x 1 \u003d x ’ 1 - x 1 1 = cm				x 2 \u003d x ’ 2 - x 2 2 = cm
Definisi interval waktu	t 1 \u003d t ’ 1 - t 1 Δ t 1 = c			t 2 \u003d t ’ 2 - t 2 Δ t 2 = c
Penentuan kecepatan sesaat	v 1 \u003d x 1 / t 1 v 1 = MS		v 2 \u003d x 2 / t 2 v 2 = MS		Δ v= MS
Penentuan interval waktu antara titik pengukuran kecepatan	Δ t= dengan
Menentukan percepatan kereta

2. Pilih pada penggaris titik x ' 1 dan x ' 2 titik akhir interval untuk mengukur kecepatan sesaat dan menghitung panjang segmen 1 dan 2 .

3. Pasang sensor pengukur waktu terlebih dahulu pada titik x 1 dan x’ 1, start carriage dan catat interval waktu terukur untuk lintasan carriage antar sensor Δ t 1 Ke meja.

4. Ulangi pengukuran untuk interval Δ t 2 , waktu selama kereta melewati antara titik x 2 dan x ' 2, mengatur sensor pada titik-titik ini dan memulai kereta. Data tersebut juga akan dimasukkan ke dalam tabel.

5. Tentukan kecepatan sesaat v 1 danv 2 di titik x 1 dan x 2, serta perubahan kecepatan antar titik Δ v, data dimasukkan ke dalam tabel.

6. Tentukan interval waktu Δ t\u003d t 2 - t 1, yang akan dihabiskan kereta untuk melewati segmen antara titik x 1 dan x 2. Untuk melakukan ini, kami akan menempatkan sensor pada titik x 1 dan x 2, dan memulai carriage. Waktu yang ditunjukkan oleh stopwatch dimasukkan ke dalam tabel.

7. Hitung percepatan kereta sebuah sesuai dengan rumus. Kami menempatkan hasilnya di baris terakhir tabel.

8. Kami menyimpulkan jenis gerakan apa yang sedang kami hadapi.

Kesimpulan: ___________________________________________________________

___________________________________________________________________

9. Kami dengan hati-hati membongkar instalasi, menyerahkan pekerjaan, dan meninggalkan kelas dengan rasa pencapaian dan martabat.

Pekerjaan laboratorium dalam fisika 7

Murid kelas 11 "B" Sadykova Maria

Pengamatan spektrum kontinu dan garis.

Peralatan: proyektor, tabung spektral dengan hidrogen, neon atau helium, induktor tegangan tinggi, catu daya, tripod, kabel penghubung, pelat kaca dengan tepi miring.

Objektif: dengan peralatan yang diperlukan, amati (secara eksperimental) spektrum kontinu, neon, helium atau hidrogen.

Proses kerja:

Kami menempatkan piring secara horizontal di depan mata. Melalui tepi kita amati di layar gambar celah geser dari peralatan proyeksi. Kami melihat warna primer dari spektrum kontinu yang dihasilkan dalam urutan berikut: ungu, biru, cyan, hijau, kuning, oranye, merah.

Spektrum ini terus menerus. Ini berarti bahwa semua panjang gelombang diwakili dalam spektrum. Jadi, kami menemukan bahwa spektrum kontinu memberikan benda yang berada dalam keadaan padat atau cair, serta gas yang sangat terkompresi.

Kami melihat banyak garis berwarna yang dipisahkan oleh garis-garis gelap yang lebar. Kehadiran spektrum garis berarti bahwa zat memancarkan cahaya hanya dengan panjang gelombang tertentu.

Spektrum hidrogen: ungu, biru, hijau, oranye.

Yang paling terang adalah garis spektrum oranye.

Spektrum helium: biru, hijau, kuning, merah.

Yang paling terang adalah garis kuning.

Berdasarkan pengalaman kami, kami dapat menyimpulkan bahwa spektrum garis memberikan semua zat dalam keadaan gas. Dalam hal ini, cahaya dipancarkan oleh atom-atom yang praktis tidak berinteraksi satu sama lain. Atom yang terisolasi memancarkan panjang gelombang yang ditentukan secara ketat.

Pelajaran 37

Pelajaran42 . Pekerjaan laboratorium 5.

Ketergantungan kekuatan elektromagnet pada kekuatan arus

brigade ___________________

___________________

Objektif: Tentukan hubungan antara kekuatan arus yang mengalir melalui kumparan elektromagnet dan gaya yang digunakan elektromagnet untuk menarik benda logam.

Perangkat dan bahan: kumparan inti, ammeter, resistansi variabel (rheostat), dinamometer, catu daya, paku, kabel penghubung, kunci pas, tripod dengan dudukan, dudukan logam untuk bagian magnetik.

X pekerjaan:

1. Rakit instalasi yang ditunjukkan pada gambar. Pasang tab penahan ke bagian atas tripod. Jepit bagian atas dinamometer pada dudukannya seperti yang ditunjukkan. Ikatkan seutas benang ke kuku sehingga benang itu masuk ke dalam lekukan di ujung kuku yang tajam dan tidak terlepas. Di sisi berlawanan dari utas, buat lingkaran dan gantung paku pada pengait dinamometer.

Catat pembacaan dinamometer. Ini adalah berat paku, Anda akan membutuhkannya saat mengukur kekuatan magnet:

3. Merakit sirkuit listrik yang ditunjukkan pada gambar. Jangan menyalakan listrik sampai guru memeriksa perakitan yang benar.

4. Tutup kunci dan, dengan memutar rheostat dari kiri maksimum ke posisi kanan maksimum, tentukan kisaran perubahan arus rangkaian.

Arus berubah dari ___A ke ____A.

5. Pilih tiga nilai saat ini, maksimum dan dua yang lebih kecil, dan masukkan

Mereka di kolom kedua tabel. Anda akan melakukan tiga percobaan dengan masing-masing nilai saat ini.

6. Tutup sirkuit dan atur ammeter dengan rheostat ke nilai arus pertama yang Anda pilih.

7. Sentuhkan inti kumparan ke kepala paku yang tergantung pada dinamometer. Paku menempel pada intinya. Turunkan kumparan secara vertikal ke bawah dan ikuti pembacaan dinamometer. Perhatikan pembacaan dinamometer pada saat kumparan putus dan masukkan pada kolom F 1 .

8. Ulangi percobaan dua kali lagi dengan kekuatan arus ini. Masukkan nilai gaya pada dinamometer pada saat paku putus pada kolom F 2 dan F 3. Mereka mungkin sedikit berbeda dari yang pertama karena ketidakakuratan pengukuran. Temukan kekuatan magnet rata-rata koil menggunakan rumus F cp \u003d (F 1 + F 2 + F 3) / 3 dan masukkan kolom "Kekuatan rata-rata".

9. Dinamometer menunjukkan nilai gaya yang sama dengan jumlah berat paku dan gaya magnet kumparan: F = P + F M . Oleh karena itu kekuatan koil adalah F M \u003d F - P. Kurangi berat paku P dari F cp dan tulis hasilnya di kolom "Gaya magnet".

Nomor	Saat ini saya, A	Pembacaan dinamometer F, N			Gaya rata-rata F cp , N	Gaya magnet F M , N

10. Ulangi percobaan dua kali dengan arus lain dan isi sel tabel yang tersisa.

I,A 1. Gambarkan gaya magnet F M dari kekuatan saat ini Saya.

kecepatan Peralatan ... laboratoriumkerja Baru laboratoriumPekerjaan Tema 4 laboratoriumPekerjaan №6. Pengukuran alami...

Penelitian Avdeeva bekerja pada pengenalan ekologi

Abstrak disertasi

Peringkat kecepatan aliran air untuk menahan pengukurankecepatan arus air Peralatan: ... bengkel, di pelajaran Geografi Kelas 7 sebagai laboratoriumkerja“Studi tentang ... mobil dibedakan oleh ketidakteraturan dalam ruang dan waktu...