Lucrări de laborator numărul 5 la fizică. Lucrări de laborator în fizică

LABORATORUL #5

DETERMINAREA MOMENTELE DE INERTIE A CORPURILOR DE ORICE FORMA

1 Scopul muncii

Determinarea momentului de inerție al pendulelor matematice și fizice.

2 Lista de dispozitive și accesorii

Montaj experimental pentru determinarea momentelor de inerție ale pendulelor matematice și fizice, riglă.

1-pendul fizic,

2-pendul de matematică,

4 locuri pentru atașarea firului,

5-raft vertical,

6-bază,

3 Partea teoretică

Un pendul matematic este un punct material suspendat pe un fir inextensibil fără greutate. Perioada de oscilație a unui pendul matematic este determinată de formula:

,

Unde l- lungimea firului.

Un pendul fizic este un corp rigid capabil să oscileze în jurul unei axe fixe care nu coincide cu centrul său de inerție. Oscilațiile pendulelor matematice și fizice apar sub acțiunea unei forțe cvasi-elastice, care este una dintre componentele gravitației.

Lungimea redusă a unui pendul fizic este lungimea unui astfel de pendul matematic, în care perioada de oscilație coincide cu perioada de oscilație a pendulului fizic.

Momentul de inerție al unui corp este o măsură a inerției în timpul mișcării de rotație. Valoarea sa depinde de distribuția masei corporale în raport cu axa de rotație.

Momentul de inerție al unui pendul matematic se calculează prin formula:

,

Unde m - masa unui pendul matematic, l - lungimea pendulului matematic.

Momentul de inerție al unui pendul fizic se calculează prin formula:

4 Rezultate experimentale

Determinarea momentelor de inerție ale pendulelor matematice și fizice

					T m, cu	g, m/s 2	eu m, kgm 2

	m f, kg			T f, cu		eu f, kgm 2	eu, kgm 2

Δ t = 0,001 secunde

Δ g = 0,05 m/s 2

Δ π = 0,005

Δ m = 0,0005 kg

Δ l = 0,005 m

eu f = 0,324 ± 0,007 kg  m 2 ε = 2,104%

Determinarea momentului de inerție al unui pendul fizic în funcție de distribuția masei

						eu f, kgm 2	eu f, kgm 2

eu f 1 = 0,422 ± 0,008 kg  m 2

eu f 2 = 0,279 ± 0,007 kg  m 2

eu f 3 = 0,187 ± 0,005 kg  m 2

eu f 4 = 0,110 ± 0,004 kg  m 2

eu f5 = 0,060 ± 0,003 kg  m 2

Concluzie:

În munca de laborator efectuată, am învățat cum să calculez momentul de inerție al unui pendul matematic și al unui pendul fizic, care este într-o oarecare dependență neliniară de distanța dintre punctul de suspensie și centrul de greutate.

Ați descărcat acest document de pe pagina grupului de studiu ZI-17, FIRT, USATU http:// www. zi-17. nm. ro Sperăm că vă va ajuta în învățare. Arhiva este actualizată constant și puteți găsi oricând ceva util pe site. Dacă ați folosit orice material de pe site-ul nostru, nu ignora cartea de oaspeți. Acolo puteți lăsa oricând cuvinte de mulțumire și urări autorilor.

Fizica este știința naturii. Ca disciplină școlară, ocupă un loc aparte, deoarece împreună cu informațiile cognitive despre lumea din jurul nostru, dezvoltă gândirea logică, formează o viziune materialistă asupra lumii, creează o imagine holistică a universului și are o funcție educațională.

Rolul fizicii de clasa a 7-a în formarea unei persoane, indiferent de profesia aleasă de o persoană, este imens și continuă să crească. În multe țări, fizica ca disciplină a început să fie introdusă în programele universităților de arte liberale. Cunoașterea profundă a fizicii este o garanție a succesului în orice profesie.

Asimilarea fizicii este cea mai eficientă prin activitate. Dobândirea (consolidarea) cunoștințelor de fizică în clasa a VII-a este facilitată de:

• 1) soluție de fizică sarcini de diferite tipuri;
• 2) analiza evenimentelor zilnice din punct de vedere al fizicii.

Real Reshebnik la fizică pentru clasa a 7-a pentru autorii manualelor L.A. Isachenkova, Yu.D. Leshcinsky 2011 Anul publicării oferă oportunități ample într-o activitate precum rezolvarea de probleme, prezentarea de probleme de calcul, experimentale, probleme cu o alegere de răspunsuri și probleme cu condiții incomplete.

Fiecare tip de sarcini are o anumită încărcătură metodologică. Asa de, sarcini cu condiţii incomplete invită studentul să devină coautor al problemei, să completeze condiția și să rezolve problema în conformitate cu nivelul de pregătire al acestuia. Acest tip de sarcină dezvoltă activ creativitatea elevilor. Sarcinile-întrebările dezvoltă gândirea, învață elevul să vadă fenomene fizice în viața de zi cu zi.

Aplicațiile conțin informații importante atât pentru rezolvarea sarcinilor prezentate în Manual, cât și pentru rezolvarea sarcinilor de zi cu zi cu caracter casnic. În plus, analiza datelor de referință dezvoltă gândirea, ajută la stabilirea relației dintre proprietățile substanțelor, vă permite să comparați scalele cantităților fizice, caracteristicile dispozitivelor și mașinilor.

Însă scopul principal al acestui manual este de a învăța cititorul să dobândească în mod independent cunoștințe, prin rezolvarea de probleme de diferite tipuri, să aprofundeze înțelegerea fenomenelor și proceselor fizice, să învețe legile și tiparele care leagă mărimile fizice.

Vă dorim succes pe calea dificilă a învățării fizicii.

Laboratorul #1

Mișcarea unui corp într-un cerc sub influența gravitației și elasticității.

Obiectiv: verificați validitatea celei de-a doua legi a lui Newton pentru mișcarea unui corp într-un cerc sub acțiunea mai multor.

1) greutate, 2) fir, 3) un trepied cu ambreiaj și un inel, 4) o foaie de hârtie, 5) o bandă de măsurare, 6) un ceas cu a doua mână.

Justificare teoretică

Configurația experimentală constă dintr-o sarcină legată pe un fir de un inel de trepied (Fig. 1). Pe masă se pune sub pendul o foaie de hârtie, pe care se desenează un cerc cu raza de 10 cm.Centru. O cercul se află pe verticală sub punctul de suspendare La pendul. Când sarcina se mișcă de-a lungul cercului afișat pe foaie, firul descrie o suprafață conică. Prin urmare, se numește un astfel de pendul conic.

Proiectăm (1) pe axele de coordonate X și Y .

(X), (2)

(Y), (3)

unde este unghiul format de fir cu verticala.

Exprimați din ultima ecuație

și înlocuiți în ecuația (2). Apoi

Dacă perioada de circulaţie T Pendulul în jurul unui cerc cu raza K este cunoscut din datele experimentale, atunci

perioada de revoluție poate fi determinată prin măsurarea timpului t , pentru care pendulul face N revolutii:

După cum se poate observa din figura 1,

, (7)

Fig.1

Fig.2

Unde h =OK - distanta de la punctul de suspensie La spre centrul cercului O .

Ținând cont de formulele (5) - (7), egalitatea (4) poate fi reprezentată ca

. (8)

Formula (8) este o consecință directă a celei de-a doua legi a lui Newton. Astfel, prima modalitate de a verifica validitatea celei de-a doua legi a lui Newton este verificarea experimentală a identității părților din stânga și din dreapta ale egalității (8).

Forța conferă pendulului accelerație centripetă

Ținând cont de formulele (5) și (6), a doua lege a lui Newton are forma

. (9)

Forta F măsurată cu un dinamometru. Pendulul este îndepărtat de poziția de echilibru cu o distanță egală cu raza cercului R , și luați citiri ale dinamometrului (Fig. 2) Greutatea sarcinii m presupus a fi cunoscut.

Prin urmare, o altă modalitate de a verifica validitatea celei de-a doua legi a lui Newton este verificarea experimentală a identității părților din stânga și din dreapta ale egalității (9).

comandă de lucru

Asamblați configurația experimentală (vezi Fig. 1), alegând o lungime a pendulului de aproximativ 50 cm.

Pe o foaie de hârtie, desenați un cerc cu o rază R = 10 s m.

Puneți o foaie de hârtie astfel încât centrul cercului să fie sub punctul de suspendare vertical al pendulului.

măsura distanța h între punctul de suspendare La iar centrul cercului O bandă de măsurare.

h =

5. Conduceți pendulul conic de-a lungul cercului desenat cu o viteză constantă. măsura timpul t , timp în care pendulul face N = 10 ture.

t =

6. Calculați accelerația centripetă a sarcinii

calculati

Concluzie.

Laboratorul #2

Validarea Legii lui Boyle-Mariotte

Obiectiv: verifica experimental legea Boyle-Mariotte prin compararea parametrilor gazului în două stări termodinamice.

Echipamente, instrumente de măsură: 1) un dispozitiv pentru studiul legilor gazelor, 2) un barometru (unul pe clasă), 3) un trepied de laborator, 4) o bandă de hârtie milimetrică de 300 * 10 mm, 5) o bandă de măsurare.

Justificare teoretică

Legea Boyle-Mariotte definește relația dintre presiunea și volumul unui gaz de o masă dată la o temperatură constantă a gazului. Să se convingă de dreptatea acestei legi sau de egalitate

(1)

suficient pentru a măsura presiuneap 1 , p 2 gazul și volumul acestuiaV 1 , V 2 în starea inițială și, respectiv, finală. O creștere a preciziei verificării legii se realizează prin scăderea produsului din ambele părți ale egalității (1). Apoi formula (1) va arăta ca

(2)

sau

(3)

Dispozitivul pentru studierea legilor gazelor este format din două tuburi de sticlă de 1 și 2 50 cm lungime, conectate între ele printr-un furtun de cauciuc lung de 3 1 m, o placă cu cleme 4 de 300 * 50 * 8 mm și un dop 5 (Fig. 1, a). O bandă de hârtie milimetrică este atașată la placa 4 între tuburile de sticlă. Tubul 2 este scos de la baza dispozitivului, coborât în ​​jos și fixat în piciorul trepiedului 6. Furtunul de cauciuc este umplut cu apă. Presiunea atmosferică se măsoară cu un barometru în mm Hg. Artă.

Când tubul mobil este fixat în poziția inițială (Fig. 1, b), volumul cilindric de gaz din tubul fix 1 poate fi găsit prin formula

, (4)

Unde S este aria secțiunii transversale a tubului 1u

Presiunea inițială a gazului din acesta, exprimată în mm Hg. Art., este suma presiunii atmosferice și a presiunii înălțimii coloanei de apă din tubul 2:

mmHg. (5).

unde este diferența dintre nivelurile apei din tuburi (în mm.). Formula (5) ia în considerare faptul că densitatea apei este de 13,6 ori mai mică decât densitatea mercurului.

Când tubul 2 este ridicat și fixat în poziția sa finală (Fig. 1, c), volumul de gaz din tubul 1 scade:

(6)

unde este lungimea coloanei de aer din tubul fix 1.

Presiunea finală a gazului se găsește prin formula

mm. rt. Artă. (7)

Înlocuirea parametrilor inițiali și finali ai gazului în formula (3) ne permite să reprezentăm legea Boyle-Mariotte sub forma

(8)

Astfel, verificarea validității legii Boyle-Mariotte se reduce la o verificare experimentală a identității părților de egalitate stânga L 8 și dreapta P 8 (8).

Comandă de lucru

7. Măsurați diferența dintre nivelurile apei din tuburi.

Ridicați tubul mobil 2 și mai sus și fixați-l (vezi Fig. 1, c).

Repetați măsurătorile lungimii coloanei de aer din tubul 1 și ale diferenței de niveluri ale apei din tuburi. Înregistrați rezultatele măsurătorilor.

10. Măsurați presiunea atmosferică cu un barometru.

11. Calculați partea stângă a egalității (8).

Calculați partea dreaptă a egalității (8).

13. Verificați egalitatea (8)

CONCLUZIE:

Laboratorul #4

Investigarea unei conexiuni mixte de conductori

Obiectiv : studiază experimental caracteristicile unei conexiuni mixte de conductori.

Echipamente, instrumente de măsurare: 1) alimentare, 2) cheie, 3) reostat, 4) ampermetru, 5) voltmetru, 6) fire de conectare, 7) rezistențe cu trei fire cu rezistențe de 1 ohm, 2 ohm și 4 ohm.

Justificare teoretică

Multe circuite electrice folosesc o conexiune cu conductor mixt, care este o combinație de conexiuni în serie și paralele. Cea mai simplă conexiune cu rezistență mixtă = 1 ohm, = 2 ohm, = 4 ohm.

a) Rezistoarele R2 și R3 sunt conectate în paralel, deci rezistența dintre punctele 2 și 3

b) În plus, cu o conexiune în paralel, curentul total care curge în nodul 2 este egal cu suma curenților care curg din acesta.

c) Având în vedere că rezistenţaR 1 și rezistența echivalentă sunt conectate în serie.

, (3)

și rezistența totală a circuitului dintre punctele 1 și 3.

.(4)

Un circuit electric pentru studierea caracteristicilor unei conexiuni mixte de conductori constă dintr-o sursă de alimentare 1, la care sunt conectate printr-o cheie un reostat 3, un ampermetru 4 și o conexiune mixtă cu trei rezistențe de fire R 1, R 2 și R 3 2. Un voltmetru 5 măsoară tensiunea dintre diferite perechi de puncte din circuit. Schema circuitului electric este prezentată în Figura 3. Măsurătorile ulterioare ale curentului și tensiunii din circuitul electric vor face posibilă verificarea relațiilor (1) - (4).

Măsurătorile curenteeucare curge prin rezistorR1, iar egalitatea potențială pe acesta vă permite să determinați rezistența și să o comparați cu o valoare dată.

. (5)

Rezistența poate fi găsită din legea lui Ohm prin măsurarea diferenței de potențial cu un voltmetru:

.(6)

Acest rezultat poate fi comparat cu valoarea obținută din formula (1). Valabilitatea formulei (3) este verificată printr-o măsurătoare suplimentară folosind un voltmetru de tensiune (între punctele 1 și 3).

Această măsurătoare vă va permite, de asemenea, să evaluați rezistența (între punctele 1 și 3).

.(7)

Valorile experimentale ale rezistențelor obținute prin formulele (5) - (7) trebuie să satisfacă relația 9;) pentru o legătură mixtă dată de conductori.

Comandă de lucru

Asamblați circuitul electric

3. Înregistrați rezultatul măsurării curente.

4. Conectați un voltmetru la punctele 1 și 2 și măsurați tensiunea dintre aceste puncte.

5. Înregistrați rezultatul măsurării tensiunii

6. Calculați rezistența.

7. Înregistrați rezultatul măsurării rezistenței = și comparați-l cu rezistența rezistenței = 1 ohm

8. Conectați un voltmetru la punctele 2 și 3 și măsurați tensiunea dintre aceste puncte

verificați validitatea formulelor (3) și (4).

Ohm

Concluzie:

Am studiat experimental caracteristicile unei conexiuni mixte de conductori.

Sa verificam:

Sarcină suplimentară. Asigurați-vă că atunci când conductoarele sunt conectate în paralel, egalitatea este adevărată:

Ohm

Ohm

2 curs.

Laboratorul #1

Studierea fenomenului de inducție electromagnetică

Obiectiv: demonstrați experimental regula Lenz care determină direcția curentului în timpul inducției electromagnetice.

Echipamente, instrumente de măsurare: 1) magnet arcuit, 2) bobină-bobină, 3) miliampermetru, 4) magnet bar.

Justificare teoretică

Conform legii inducției electromagnetice (sau legii Faraday-Maxwell), EMF a inducției electromagnetice E iîntr-o buclă închisă este numeric egală și opusă ca semn ratei de modificare a fluxului magnetic F prin suprafata delimitata de acest contur.

E i \u003d - F ’

Pentru a determina semnul EMF de inducție (și, în consecință, direcția curentului de inducție) în circuit, această direcție este comparată cu direcția selectată de ocolire a circuitului.

Direcția curentului de inducție (precum și mărimea EMF de inducție) este considerată pozitivă dacă coincide cu direcția selectată de ocolire a circuitului și este considerată negativă dacă este opusă direcției selectate de ocolire a circuitului. Folosim legea Faraday-Maxwell pentru a determina direcția curentului de inducție într-o buclă circulară de sârmă cu o zonă S 0 . Presupunem că la momentul inițial t 1 =0 inducția câmpului magnetic în regiunea bobinei este egală cu zero. În clipa următoare în timp t 2 = bobina se deplasează în regiunea câmpului magnetic, a cărui inducție este îndreptată perpendicular pe planul bobinei către noi (Fig. 1 b)

Pentru direcția de ocolire a conturului, vom alege direcția în sensul acelor de ceasornic. Conform regulii gimletului, vectorul zonei de contur va fi direcționat de la noi perpendicular pe zona de contur.

Fluxul magnetic care pătrunde în circuit în poziția inițială a bobinei este zero (=0):

Fluxul magnetic în poziția finală a bobinei

Modificarea fluxului magnetic pe unitatea de timp

Prin urmare, emf de inducție, conform formulei (1), va fi pozitivă:

E i =

Aceasta înseamnă că curentul de inducție în circuit va fi direcționat în sensul acelor de ceasornic. În consecință, conform regulii gimlet-ului pentru curenții de buclă, inducția proprie pe axa unei astfel de bobine va fi îndreptată împotriva inducției câmpului magnetic extern.

Conform regulii lui Lenz, curentul de inducție în circuit are o astfel de direcție încât fluxul magnetic creat de acesta prin suprafața limitată de circuit împiedică modificarea fluxului magnetic care a provocat acest curent.

Curentul de inducție se observă și atunci când câmpul magnetic extern este întărit în planul bobinei fără a o deplasa. De exemplu, atunci când un magnet de bară se mișcă într-o bobină, câmpul magnetic extern și fluxul magnetic care îl pătrunde cresc.

Direcția conturului

F 1

F 2

ξ i

(semn)

(ex.)

IN ABSENTA

B 1 S 0

B 2 S 0

-(B2-B1)S 0<0

15 mA

Comandă de lucru

1. Bobina - uterul 2 (vezi Fig. 3) se conectează la bornele miliametrului.

2. Introduceți polul nord al magnetului arcuit în bobină de-a lungul axei sale. În experimentele ulterioare, mutați polii magnetului de pe aceeași parte a bobinei, a cărei poziție nu se schimbă.

Verificați corespondența rezultatelor experimentului cu tabelul 1.

3. Scoateți polul nord al magnetului arcuit din bobină. Prezentați rezultatele experimentului în tabel.

Direcția conturului se măsoară indicele de refracție al sticlei folosind o placă plan-paralelă.

Echipamente, instrumente de măsurare: 1) o placă plan-paralelă cu margini teșite, 2) o riglă de măsurare, 3) un pătrat student.

Justificare teoretică

Metoda de măsurare a indicelui de refracție folosind o placă plan-paralelă se bazează pe faptul că un fascicul care a trecut printr-o placă plan-paralelă o lasă paralelă cu direcția de incidență.

Conform legii refracției, indicele de refracție al mediului

Pentru a calcula și pe o foaie de hârtie se trasează două linii paralele AB și CD la o distanță de 5-10 mm una de cealaltă și se pune pe ele o placă de sticlă astfel încât fețele sale paralele să fie perpendiculare pe aceste linii. Cu această aranjare a plăcii, liniile drepte paralele nu se deplasează (Fig. 1, a).

Ochiul este plasat la nivelul mesei și, urmând linii drepte AB și CD prin sticlă, placa este rotită în jurul axei verticale în sens invers acelor de ceasornic (Fig. 1, b). Rotirea este efectuată până când fasciculul QC pare a fi o continuare a BM și MQ.

Pentru a procesa rezultatele măsurătorii, conturați contururile plăcii cu un creion și îndepărtați-o de pe hârtie. Prin punctul M se trasează o perpendiculară O 1 O 2 pe fețele paralele ale plăcii și o dreaptă MF.

Apoi, pe liniile drepte BM și MF, segmentele egale ME 1 \u003d ML 1 sunt eliminate și perpendicularele L 1 L 2 și E 1 E 2 sunt coborâte folosind un pătrat de la punctele E 1 și L 1 la linia dreaptă O 1 O 2. Din triunghiuri dreptunghiulare L

a) orientați mai întâi fețele paralele ale plăcii perpendicular pe AB și CD. Asigurați-vă că liniile paralele nu se mișcă.

b) puneți ochiul la nivelul mesei și, urmând liniile AB și CD prin sticlă, rotiți placa în jurul axei verticale în sens invers acelor de ceasornic până când fasciculul QC pare a fi o continuare a BM și MQ.

2. Încercuiește contururile farfurii cu un creion, apoi scoate-l de pe hârtie.

3. Prin punctul M (vezi Fig. 1, b), trageți o perpendiculară O 1 O 2 pe fețele paralele ale plăcii și o dreaptă MF (continuarea lui MQ) folosind un pătrat.

4. Centrat în punctul M, desenați un cerc cu rază arbitrară, marcați punctele L 1 și E 1 pe linii drepte BM și MF (ME 1 \u003d ML 1)

5. Folosind un pătrat, coboară perpendicularele de la punctele L 1 și E 1 la dreapta O 1 O 2.

6. Măsurați lungimea segmentelor L 1 L 2 și E 1 E 2 cu o riglă.

7. Calculați indicele de refracție al sticlei folosind formula 2.

Lucrarea de laborator numărul 1.

Studiul mișcării uniform accelerate fără viteză inițială

Obiectiv: pentru a stabili o dependență calitativă a vitezei corpului de timp în timpul mișcării sale uniform accelerate dintr-o stare de repaus, pentru a determina accelerația mișcării corpului.

Echipament: jgheab de laborator, carucior, trepied cu ambreiaj, cronometru cu senzori.

.

Am citit regulamentul și sunt de acord să le respect. _______________________

Semnatura studentului

Notă: În timpul experimentului, căruciorul este lansat de mai multe ori din aceeași poziție pe jgheab și viteza acestuia este determinată în mai multe puncte la distanțe diferite față de poziția inițială.

Dacă un corp se mișcă uniform accelerat din repaus, atunci deplasarea lui se modifică în timp, conform legii:S = la 2 /2 (1), iar viteza esteV = la(2). Dacă exprimăm accelerația din formula 1 și o înlocuim cu 2, atunci obținem o formulă care exprimă dependența vitezei de deplasare și de timpul de mișcare:V = 2 S/ t.

1. Mișcarea uniform accelerată este ___

2. În ce unități din sistemul C se măsoară:

accelerare  A  =  

viteză    =  

timp  t  =  

in miscare  s  =  

3. Scrieți formula accelerației în proiecții:

A X = _________________.

4. Aflați accelerația corpului din graficul vitezei.

a =

5. Scrieți ecuația deplasării pentru mișcarea uniform accelerată.

S= + ______________

În cazul în care un  0 = 0, atunci S=

6. Mișcarea este accelerată uniform dacă modelul este îndeplinit:

S 1 :S 2 :S 3 : … : S n = 1: 4: 9: ... : n 2 .

Găsiți o atitudineS 1 : S 2 : S 3 =

Proces de lucru

1. Pregătiți un tabel pentru a înregistra rezultatele măsurătorilor și calculelor:

2. Atașați jgheabul la trepied într-un unghi folosind un cuplaj, astfel încât căruciorul să alunece singur pe jgheab. Cu ajutorul unui suport magnetic, fixați unul dintre senzorii cronometrului pe jgheab la o distanță de 7 cm de la începutul scalei de măsurare (x 1 ). Fixați al doilea senzor opus valorii de 34 cm pe riglă (x 2 ). Calculați deplasarea (S), pe care căruciorul îl va face la trecerea de la primul senzor la al doilea

S=x 2 - X 1 = ____________________

3. Așezați căruciorul la începutul jgheabului și eliberați-l. Luați un cronometru (t).

4. Calculați formula pentru viteza transportului (V), cu care s-a deplasat pe lângă al doilea senzor și accelerația mișcării (a):

=

______________________________________________________

5. Deplasați senzorul inferior cu 3 cm în jos și repetați experimentul (experimentul nr. 2):

S = ________________________________________________________________

V = _____________________________________________________________

A = ______________________________________________________________

6. Repetați experimentul, îndepărtând senzorul inferior cu încă 3 cm (experimentul nr. 3):

S=

A = _______________________________________________________________

7. Faceți o concluzie despre cum se schimbă viteza căruciorului odată cu creșterea timpului de mișcare a acestuia și despre ce accelerație s-a dovedit a fi în timpul acestor experimente.

___________

Lucrare de laborator numărul 2.

Măsurarea accelerației gravitaționale

Obiectiv: determinați accelerația căderii libere, demonstrați că în cădere liberă, accelerația nu depinde de masa corpului.

Echipament: senzori optoelectrici - 2 buc., placa de otel - 2 buc., bloc de masuraL-micro, platforma de pornire, alimentare.

Norme de siguranță. Citiți cu atenție regulile și semnați că sunteți de acord să le respectați..

Cu grija! Nu ar trebui să existe obiecte străine pe masă. Manipularea neglijentă a dispozitivelor duce la căderea acestora. În același timp, puteți obține o rănire mecanică - vânătăi, scoateți dispozitivele din starea de funcționare.

Am citit regulamentul și sunt de acord să le respect. _________________________________

Semnatura studentului

Notă: Pentru realizarea experimentului se folosește un kit demonstrativ „Mecanica” dintr-o serie de echipamente.L-micro.

În această lucrare, accelerația în cădere liberăg determinată pe baza măsurării timpuluit , petrecut de corp la o cădere de la înălțimeh fara viteza initiala. În timpul experimentului, este convenabil să se înregistreze parametrii de mișcare ai pătratelor metalice de aceeași dimensiune, dar grosimi diferite și, în consecință, mase diferite.

Sarcini de instruire și întrebări.

1. În absența rezistenței aerului, viteza unui corp în cădere liberă în a treia secundă de cădere crește cu:

1) 10 m/s 2) 15 m/s 3) 30 m/s 4) 45 m/s

2. Oh . Care dintre cadavrele din acel momentt 1 acceleratia este zero?

3. Mingea este aruncată într-un unghi față de orizont (vezi poza). Dacă rezistența aerului este neglijabilă, atunci accelerația mingii în punctDAR co-direcţionat către vector

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

4. Figurile prezintă grafice ale dependenței proiecției vitezei în timp pentru patru corpuri care se deplasează de-a lungul axeiOh . Care dintre corpuri se mișcă cu cea mai mare accelerație modulo?

Conform graficului dependenței proiecțiilor vectorilor de deplasare ai corpurilor de timpul deplasării lor (vezi fig.), găsiți distanța dintre corpuri la 3 s după începerea mișcării.

1) 3 m 2) 1 m 3) 2 m 4) 4 m

Proces de lucru

1. Instalați platforma de pornire în partea de sus a tablei. Poziționați doi senzori optoelectrici vertical sub ei, orientându-i așa cum se arată în figură. Senzorii sunt amplasați la o distanță de aproximativ 0,5 m unul de celălalt, astfel încât corpul care cade liber după ce a fost eliberat din lansator să treacă prin ținta lor în secvență.

2. Conectați senzorii optoelectrici la conectorii de pe platforma de declanșare, iar sursa de alimentare la conectorii cablului de conectare conectați la conectorul 3 al unității de măsură.

3. Selectați elementul „Determinarea accelerației gravitației (opțiunea 1)” din meniul de pe ecranul computerului și intrați în modul de setare a echipamentului. Fiți atenți la imaginile senzorilor din fereastra de pe ecran. Dacă doar senzorul este prezent, atunci senzorul este deschis. Când axa optică a senzorului este blocată, aceasta este înlocuită cu imaginea senzorului cu un cărucior în aliniere.

4. Agățați una dintre plăcile de oțel de magnetul declanșatorului. Pentru a procesa rezultatele folosind o formulă simplăh = gt 2 /2 , este necesar să setați cu precizie poziția relativă a plăcii de oțel (în dispozitivul de pornire) și a senzorului optoelectric cel mai apropiat de aceasta. Cronometrarea începe când unul dintre senzorii optoelectrici este declanșat.

5. Mutați senzorul optoelectric superior în sus spre dispozitivul de pornire cu corpul suspendat de acesta până când pe ecran apare imaginea senzorului cu căruciorul în aliniere.După aceasta, coborâți cu mare atenție senzorul în jos și opriți-l în momentul în care căruciorul dispare din imaginea senzorului.

Accesați ecranul de măsurare și executați o serie de 3 curse. Înregistrați ora care apare de fiecare dată pe ecranul computerului.

măsura distanțah între senzorii optoelectrici. Calculați valoarea medie a timpului de cădere a corpuluit mier și, înlocuirea datelor obținute în formulăg = 2 h / t 2 mier , determinați accelerația de cădere liberăg . Faceți același lucru cu celălalt pătrat.

Înregistrați datele obținute în tabel.

plăci de oțel

numărul de experiență

Distanța dintre senzori

h , m

Timp

t , cu

Timp mediu

t cf, s

Accelerația gravitației

g , m/s 2

Farfurie mare

Farfurie mai mica

Pe baza experimentelor efectuate, trageți următoarele concluzii:

__________________________

Lucrarea de laborator numărul 3.

Studiul dependenței perioadei de oscilație a arcului

pendul asupra masei sarcinii și rigidității arcului

Obiectiv: stabiliți experimental dependența perioadei de oscilație și a frecvenței de oscilație a unui pendul cu arc de rigiditatea arcului și de masa sarcinii.

Echipament: un set de greutăți, un dinamometru, un set de arcuri, un trepied, un cronometru, o riglă.

Norme de siguranță. Citiți cu atenție regulile și semnați că sunteți de acord să le respectați..

Cu grija! Nu ar trebui să existe obiecte străine pe masă. Manipularea neglijentă a dispozitivelor duce la căderea acestora. În același timp, puteți obține o rănire mecanică - vânătăi, scoateți dispozitivele din starea de funcționare.

Sunt familiarizat cu regulile, mă angajez să le respect. ________________________________

Semnatura studentului

Sarcini de instruire și întrebări

1. Un semn de mișcare oscilativă - ___________________

__________________________

2. În ce figură se află corpul în echilibru?

_______ ________ _________

3. Forța elastică este cea mai mare în punctul _________ și __________ prezentat în figurile _______ ________ ________.

4. În fiecare punct de pe traiectorie, cu excepția punctului ______, mingea este afectată de forța elastică a arcului, îndreptată spre poziția de echilibru.

5. Indicați punctele în care viteza este cea mai mare ____________ și cel puțin _______ _______, accelerația este cea mai mare ______ ______ și cel puțin _______.

X od muncă

1. Asamblați configurația de măsurare conform desenului.

2. Prin întinderea arcului X și masa sarcinii, determinați rigiditatea arcului.

F extr = k  X – legea lui Hooke

F extr = R = mg ;

1) ____________________________________________________

2) ____________________________________________________

3) ____________________________________________________

3. Completați Tabelul nr. 1 al dependenței perioadei de oscilație de masa sarcinii pentru același arc.

4. Completați tabelul nr. 2 al dependenței frecvenței de oscilație a pendulului cu arc de rigiditatea arcului pentru o sarcină de 200 g.

5. Trageți concluzii despre dependența perioadei și frecvenței de oscilație a pendulului cu arc de masa și rigiditatea arcului.

__________________________________________________________________________________________________

Laboratorul #4

Investigarea dependenței perioadei și frecvenței oscilațiilor libere ale pendulului cu filament de lungimea filamentului

Obiectiv: aflați cum perioada și frecvența oscilațiilor libere ale unui pendul cu fir depind de lungimea acestuia.

Echipament: un trepied cu ambreiaj și picior, o minge cu un fir de aproximativ 130 cm lungime, un cronometru.

Norme de siguranță. Citiți cu atenție regulile și semnați că sunteți de acord să le respectați..

Cu grija! Nu ar trebui să existe obiecte străine pe masă. Dispozitivele trebuie utilizate numai în scopul propus. Manipularea neglijentă a dispozitivelor duce la căderea acestora. În același timp, puteți obține o rănire mecanică - vânătăi, scoateți dispozitivele din starea de funcționare.

Am citit regulamentul și sunt de acord să le respect. _______________________

Semnatura studentului

Sarcini de instruire și întrebări

1. Ce vibrații se numesc libere? ________________________________

________________________________________________________________

2. Ce este un pendul cu fir? ________________________________

________________________________________________________________

3. Perioada de oscilație este ________________________________________________

________________________________________________________________

4. Frecvența de oscilație este ________________________________________________

5. Perioada și frecvența sunt valori _____________________, deoarece produsele lor sunt egale cu ___________________.

6. În ce unități din sistemul C se măsoară:

perioada [ T] =

frecvența [ν] =

7. Un pendul cu filament a făcut 36 de oscilații complete în 1,2 minute. Aflați perioada și frecvența pendulului.

Dat: C Soluție:

t= 1,2 min = T =

N = 36

T - ?, ν - ?

Proces de lucru

1. Așezați un trepied pe marginea mesei.

2. Atașați șirul pendulului de piciorul trepiedului folosind o gumă de șters sau hârtie de construcție.

3. Pentru primul experiment, selectați o lungime a firului de 5–8 cm și deviați mingea din poziția de echilibru cu o amplitudine mică (1–2 cm) și eliberați.

4. Măsurați intervalul de timp t, pentru care pendulul va face 25 - 30 de oscilații complete ( N ).

5. Înregistrați rezultatele măsurătorilor într-un tabel

6. Efectuați încă 4 experimente în același mod ca primul, în timp ce lungimea pendulului L creste la limita.

(De exemplu: 2) 20 - 25 cm, 3) 45 - 50 cm, 4) 80 - 85 cm, 5) 125 - 130 cm).

7. Pentru fiecare experiment, calculați perioada de oscilație și notați-o în tabel.

T 1 = T 4 =

T 2 = T 5 =

T 3 =

8
. Pentru fiecare experiment, calculați valoarea frecvenței de oscilație sau

și notează-l într-un tabel.

9. Analizați rezultatele consemnate în tabel și răspundeți la întrebări.

a) Ați mărit sau micșorat lungimea pendulului dacă perioada de oscilație a scăzut de la 0,3 s la 0,1 s?

________________________________________________________________________________________________________________________________

b) Mărirea sau reducerea lungimii pendulului dacă frecvența de oscilație scade de la 5 Hz la 3 Hz

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Lucrarea de laborator numărul 5.

Studierea fenomenului de inducție electromagnetică

Obiectiv: studiază fenomenul inducției electromagnetice.

Echipament: miliampermetru, bobină, magnet arcuit sau bandă, sursă de alimentare, bobină cu miez de fier dintr-un electromagnet pliabil, reostat, cheie, fire de legătură.

Norme de siguranță. Citiți cu atenție regulile și semnați că sunteți de acord să le respectați..

Cu grija! Protejați aparatele împotriva căderii. Evitați încărcările extreme de instrumente de măsurare. Când efectuați experimente cu câmpuri magnetice, ar trebui să vă scoateți ceasul și să puneți deoparte telefonul mobil.

________________________

Semnatura studentului

Sarcini de instruire și întrebări

1. Inducerea câmpului magnetic este ______________________________________

caracteristice câmpului magnetic.

2. Scrieți formula modulul vectorului de inducție magnetică.

B = __________________.

Unitatea de măsură a inducției magnetice în sistemul C: LA  =  

3. Ce este fluxul magnetic? ________________________________________________

_________________________________________________________________

4. De ce depinde fluxul magnetic? ________________________________

_________________________________________________________________

5. Care este fenomenul inducției electromagnetice? ________________

_________________________________________________________________

6. Cine a descoperit fenomenul inducției electromagnetice și de ce această descoperire este clasificată drept cea mai mare? ___________________________________________

__________________________________________________________________

Proces de lucru

1. Conectați bobina-bobina la clemele miliametrului.

2. Introduceți unul dintre polii magnetului în bobină și apoi opriți magnetul pentru câteva secunde. Notați dacă în bobină a apărut un curent de inducție: a) în timpul mișcării magnetului față de bobină; b) în timp ce este oprit.

__________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Înregistrați dacă fluxul magnetic s-a modificatF pătrunderea în bobină: a) în timpul deplasării magnetului; b) în timp ce este oprit.

4. Indicați starea în care a apărut un curent de inducție în bobină.

5 . Introduceți unul dintre polii magnetului în bobină și apoi scoateți-l cu aceeași viteză. (Selectați viteza astfel încât săgeata să devieze la jumătate din valoarea limită a scalei.)

________________________________________________________________

__________________________________________________________________

6. Repetați experimentul, dar cu o viteză mai mare a magnetului.

a) Notați direcția curentului indus. ______________

_______________________________________________________________

b) Notați care va fi modulul curentului de inducție. __________________

_________________________________________________________________

7. Scrieți modul în care viteza de mișcare a magnetului afectează:

a) După mărimea modificării fluxului magnetic __________________________

__________________________________________________________________

b) Pe modulul de curent de inducție. ________________________________

__________________________________________________________________

8. Formulați modul în care modulul de putere a curentului de inducție depinde de viteza de schimbare a fluxului magnetic.

_________________________________________________________________

9. Asamblați configurația pentru experiment conform desenului.

1 - bobină-bobină

2 - bobina

10. Verificați dacă există o bobină1 curent de inducţie la: a) închiderea şi deschiderea circuitului în care este inclusă bobina2 ; b) curge prin2 curent continuu; c) modificarea puterii curentului cu un reostat.

________________________________________________________________________________________________________________________________

11. Notaţi în care dintre următoarele cazuri: a) fluxul magnetic care pătrunde în bobină s-a modificat1 ; b) a existat un curent de inducție în bobină1 .

Concluzie:

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Laboratorul #6

Observarea spectrelor continue și de linii

emisii

Obiectiv: observarea unui spectru continuu folosind plăci de sticlă cu margini teșite și a unui spectru de emisie de linie folosind un spectroscop cu două tuburi.

Echipament: proiector, spectroscop cu dublu tub, tuburi spectrale cu hidrogen, neon sau heliu, inductor de înaltă tensiune, alimentare (aceste dispozitive sunt comune întregii clase), o placă de sticlă cu marginile teșite (dată fiecăruia).

Descrierea dispozitivului.

Cu grija! Electricitate! Asigurați-vă că izolația conductorilor nu este ruptă. Evitați încărcările extreme de instrumente de măsurare.

Am citit regulamentul și sunt de acord să le respect. ______________________

Semnatura studentului

Sarcini de instruire și întrebări

1. Spectroscopul a fost proiectat în 1815 de un fizician german

________________________________________________________

2. Lumina vizibilă este unde electromagnetice cu frecvență:

de la _________________Hz la __________________Hz.

3. Ce corpuri emit un spectru continuu?

1. ______________________________________________________________

2. ______________________________________________________________

3. ______________________________________________________________

4. Care este spectrul gazelor luminoase de densitate mică?

________________________________________________________________

5. Formulați legea lui G. Kirchhoff: _________________________________

_______________________________________________________________

Proces de lucru

1. Poziționați placa orizontal în fața ochiului. Prin marginile care fac un unghi de 45º, observați o bandă verticală ușoară pe ecran - o imagine a fantei de alunecare a dispozitivului de proiecție.

2. Selectați culorile primare ale spectrului continuu rezultat și scrieți-le în secvența observată.

________________________________________________________________

3. Repetați experimentul, luând în considerare banda prin fețele care formează un unghi de 60º. Înregistrați diferențele ca spectre.

________________________________________________________________

4. Observați spectrele de linii ale hidrogenului, heliului sau neonului examinând tuburile spectrale luminoase cu un spectroscop.

Scrieți ce rânduri puteți vedea.

__________________________________________________________________

Concluzie: ____________________________________________________________

__________________________________________________________________

Laboratorul #7

Studiul fisiunii nucleare a atomului de uraniu

urmăriți fotografii

Obiectiv: pentru a verifica valabilitatea legii conservării impulsului pe exemplul de fisiune a nucleului de uraniu.

Echipament: fotografie a urmelor de particule încărcate formate într-o emulsie fotografică în timpul fisiunii nucleului atomului de uraniu sub acțiunea unui neutron, riglă de măsurare.

Notă: figura prezintă o fotografie a fisiunii nucleului atomului de uraniu sub acțiunea unui neuron în două fragmente (nucleul era în punctulg ). Din urme se poate observa că fragmente din nucleul atomului de uraniu s-au împrăștiat în direcții opuse (ruperea în urma stângă se explică prin ciocnirea fragmentului cu nucleul unuia dintre atomii emulsiei fotografice). Cu cât pista este mai lungă, cu atât energia particulei este mai mare. Grosimea pistei este cu atât mai mare, cu atât sarcina particulei este mai mare și viteza acesteia este mai mică.

Sarcini de instruire și întrebări

1. Formulați legea conservării impulsului. ________________________________

__________________________________________________________________

2. Explicați semnificația fizică a ecuației:

__________________________________________________________________

3. De ce reacția de fisiune a nucleelor ​​de uraniu merge cu eliberarea de energie în mediu? ________________________________________________

_______________________________________________________________

4. Folosind un exemplu de orice reacție, explicați care sunt legile conservării sarcinii și numărului de masă. _________________________________

_________________________________________________________________

5. Găsiți elementul necunoscut al tabelului periodic, format ca urmare a următoarei reacții de descompunere β:

__________________________________________________________________

6. Care este principiul emulsiei foto?

______________________________________________________________

Proces de lucru

1. Priviți fotografia și găsiți urmele fragmentelor.

2. Măsurați lungimile pistelor fragmentelor cu o riglă milimetrică și comparați-le.

3. Folosind legea conservării impulsului, explicați de ce fragmentele formate în timpul fisiunii nucleului atomului de uraniu s-au împrăștiat în direcții opuse. ________________________________________________

_________________________________________________________________

4. Sunt încărcăturile și energiile fragmentelor aceleași? _________________________________

__________________________________________________________________

5. Pe ce temei poți judeca asta? _______________________

__________________________________________________________________

6. Una dintre posibilele reacții de fisiune ale uraniului poate fi scrisă simbolic după cum urmează:

Unde z X – nucleul unui atom al unuia dintre elementele chimice.

Folosind legea conservării sarcinii și tabelul D.I. Mendeleev, determină ce fel de element este.

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Concluzie: ________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________

Laboratorul #8

Studiul urmelor de particule încărcate pe gata făcute

fotografii

Obiectiv: explicați natura mișcării particulelor încărcate.

Echipament: fotografii ale urmelor de particule încărcate obținute într-o cameră cu nori, o cameră cu bule și emulsie fotografică.

Sarcini de instruire și întrebări

1. Ce metode de studiu a particulelor încărcate cunoașteți? _____________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Care este principiul funcționării camerei de nor? ___________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Care este avantajul unei camere cu bule față de o cameră cu nor? Prin ce diferă aceste dispozitive? ________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Care sunt asemănările dintre metoda de fotoemulsie și fotografie?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Formulați regula mâinii stângi pentru a determina direcția forței care acționează asupra unei sarcini într-un câmp magnetic. ____________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Figura arată traseul unei particule într-o cameră cu nori plasată într-un câmp magnetic. Vectorul este îndreptat departe de plan. Determinați semnul sarcinii particulei.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Proces de lucru

1. Ce fotografii vi s-au prezentat (Fig. 1, 2, 3) arată urme de particule care se mișcă într-un câmp magnetic? Justificați răspunsul.

______________________________________________________________________________________________________

Orez. unu

__________________________________

2. Luați în considerare o fotografie a urmelor de particule α care se mișcă într-o cameră cu nori (Fig. 1).

a) În ce direcție s-au mișcat particulele alfa?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

b) De ce urmele particulelor α au aproximativ aceeași lungime?

______________________________________________________________________________________________________

Orez. 3

__________________________________

__________________________________

c) De ce grosimea pistelor particulelor α crește ușor spre sfârșitul mișcării? ________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Figura 2 prezintă o fotografie a urmelor de particule α într-o cameră cu nor într-un câmp magnetic. Răspunde la următoarele întrebări.

a) În ce direcție se mișcă particulele? _________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

b) Cum a fost direcționat vectorul inducției magnetice? ___________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

c) De ce s-au modificat raza de curbură și grosimea pistei pe măsură ce particulele α se mișcau? ________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Figura 3 prezintă o fotografie a unei piste de electroni într-o cameră cu bule plasată într-un câmp magnetic. Răspunde la următoarele întrebări.

a) De ce pista de electroni are forma unei spirale? _____________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

b) În ce direcție s-a mișcat electronul? __________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

c) Cum a fost direcționat vectorul inducției magnetice? ___________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

d) Care ar putea fi motivul pentru care urma electronilor din figura 3 este mult mai lungă decât urmele particulelor α din figura 2? _______________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

Concluzie: _________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Laboratorul #9

Măsurarea radiației naturale de fond

dozimetru

Obiectiv: obținerea abilităților practice în utilizarea unui dozimetru de uz casnic pentru măsurarea radiației de fond.

Echipament: dozimetru de uz casnic, instrucțiuni de utilizare.

Norme de siguranță. Citiți cu atenție regulile de utilizare a dozimetrului și semnați că vă obligați să le respectați.. Cu grija! Protejați dispozitivul împotriva căderii.

Am citit regulamentul și sunt de acord să le respect. _______________________(_semnatura studentului)

Notă: Dozimetrele de uz casnic sunt destinate monitorizării individuale operaționale a situației radiațiilor de către populație și permit o estimare aproximativă a ratei dozei de radiații echivalente. Majoritatea dozimetrelor moderne măsoară rata dozei de radiație în microsievert pe oră (µSv/h), dar încă este utilizată pe scară largă o altă unitate - microroentgen pe oră (µR/h). Raportul dintre ele este: 1 µSv/h = 100 µR/h. Valoarea medie a dozei echivalente de radiație absorbită datorată radiației naturale de fond este de aproximativ 2 mSv pe an.

Sarcini de instruire și întrebări

1. Doza de radiație absorbită este _________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Formula dozei absorbite:

G de: ________________________________

___________________________________

___________________________________

3. Unităţi de doză absorbită: =

4. Doza echivalentă H este determinată de formula:

Unde: ________________________________

___________________________________

5. Unitatea de doză echivalentă este ____________________

6. De câte ori va scădea numărul inițial de nuclee radioactive într-un timp egal cu timpul de înjumătățire? ___________________________________________

Proces de lucru

1. Studiați cu atenție instrucțiunile de lucru cu dozimetrul și determinați:

care este procedura de pregătire pentru muncă;

ce tipuri de radiații ionizante măsoară;

în ce unități dispozitivul înregistrează debitul dozei de radiație;

care este durata ciclului de măsurare;

care sunt limitele erorii absolute de măsurare;

care este procedura de monitorizare și înlocuire a sursei interne de alimentare;

care este locația și scopul comenzilor pentru funcționarea dispozitivului.

2. Efectuați o inspecție externă a dispozitivului și includerea lui de probă.

3. Asigurați-vă că dozimetrul este în stare de funcționare.

4. Pregătiți instrumentul pentru măsurarea ratei dozei de radiație.

5. Măsurați nivelul radiației de fond de 8-10 ori, înregistrând de fiecare dată citirea dozimetrului.

6. Calculați valoarea medie a fondului de radiație.

________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Calculați ce doză de radiații ionizante va primi o persoană în cursul anului dacă valoarea medie a fondului de radiații nu se modifică pe parcursul anului. Compară-l cu o valoare care este sigură pentru sănătatea umană.

________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Comparați valoarea medie de fond obținută cu fondul de radiație natural luat ca normă - 0,15 μSv / h ..

Faceți o concluzie _________________________________________________

_______________________________________________________________

________________________________________________________________