Лабораторна робота №5 з фізики. Лабораторні роботи з фізики

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №5

ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТІВ ІНЕРЦІЇ ТІЛ ДОСВІЛЬНОЇ ФОРМИ

1 Мета роботи

Визначення моменту інерції математичного та фізичного маятників.

2 Перелік приладів та приладдя

Експериментальна установка для визначення моментів інерції математичного та фізичного маятників, лінійка.

1-фізичний маятник,

2-математичний маятник,

4-місце кріплення нитки,

5-вертикальна стійка,

6-основа,

3 Теоретична частина

Математичним маятником називається матеріальна точка, підвішена на невагомій нерозтяжній нитці. Період коливання математичного маятника визначається за такою формулою:

де l- Довжина нитки.

Фізичним маятником називається тверде тіло, здатне чинити коливання навколо нерухомої осі, що не збігається з його центром інерції. Коливання математичного та фізичного маятників відбуваються під дією квазіпружної сили, яка є однією із складових сили тяжіння.

Наведеною довжиною фізичного маятника називається довжина такого математичного маятника, у якого період коливань співпадає з періодом коливань фізичного маятника.

Момент інерції тіла є мірою інертності при обертальному русі. Розмір його залежить від розподілу маси тіла щодо осі обертання.

Момент інерції математичного маятника розраховується за такою формулою:

де m - маса математичного маятника, l - довжина математичного маятника.

Момент інерції фізичного маятника розраховується за такою формулою:

4 Результати експерименту

Визначення моментів інерції математичного та фізичного маятників

T м, з	g, м/с 2	I м, кгм 2

m ф, кг	T ф, з	I ф, кгм 2	I, кгм 2

Δ t = 0,001 з

Δ g = 0,05 м/с 2

Δ π = 0,005

Δ m = 0,0005 кг

Δ l = 0,005 м

I ф = 0,324±0,007 кг  м 2 ε = 2,104%

Визначення моменту інерції фізичного маятника в залежності від розподілу маси

						I ф, кгм 2	I ф, кгм 2

I ф 1 = 0,422±0,008 кг  м 2

I ф 2 = 0,279±0,007 кг  м 2

I ф 3 = 0,187±0,005 кг  м 2

I ф 4 = 0,110±0,004 кг  м 2

I ф5 = 0,060±0,003 кг  м 2

Висновок:

У виконаній лабораторній роботі я навчився обчислювати момент інерції математичного маятника та фізичного маятника, який знаходиться у певній нелінійній залежності від відстані між точкою підвісу та центром тяжіння.

Ви завантажили цей документ зі сторінки навчальної групи ЗІ-17, ФІРТ, УГАТУ http:// www. zi-17. nm. ruсподіваємось, що він допоможе Вам у навчанні. Архів постійно оновлюється і на сайті завжди можна знайти що-небудь корисне. Якщо Ви скористалися якимось матеріалом з нашого сайту, не ігноруйте гостьову книгу. Там Ви будь-коли можете залишити слова подяки та побажання авторам.

Фізика – наука про природу. Як шкільний предмет вона займає особливе місце, бо поряд з пізнавальною інформацією про навколишній світ розвиває логічне мислення, формує матеріалістичний світогляд, створює цілісну картину світобудови, несе виховну функцію.

Роль фізики 7 класу у становленні особистості незалежно від обраної людиною професії величезна і продовжує зростати. У багатьох країнах фізику як дисципліну почали вводити до програм гуманітарних вузів. Глибокі знання з фізики – гарант успіху у будь-якій професії.

Засвоєння фізики найефективніше через діяльність. Придбання (закріплення) знань з фізики у 7 класі сприяють:

1) вирішення фізичнихзадач різного типу;
2) аналіз подій, що зустрічаються щодняз позиції фізики.

Справжній решебник з фізики для 7 класу до підручника авторів Л.А. Ісаченкова, Ю.Д. Ліщинський 2011року видання надає широкі можливості у такому виді діяльності, як розв'язання задач, пред'являючи розрахункові, експериментальні завдання, завдання з вибором відповіді та завдання із незакінченими умовами.

Кожен тип завдань має певне методичне навантаження. Так, завдання із незакінченими умовамизапрошують учня стати співавтором завдання, доповнити умову та вирішити завдання відповідно до рівня своєї підготовки. Цей тип завдань активно розвиває творчість учнів. Завдання-питання розвивають мислення, привчають учня бачити фізичні явища у повсякденному житті

Програми несуть важливу інформацію як вирішення завдань, наведених у Посібнику, так вирішення повсякденних завдань побутового характеру. Крім того, аналіз довідкових даних розвиває мислення, допомагає встановлювати взаємозв'язок між властивостями речовин, дозволяє зіставити шкали фізичних величин, характеристики приладів та машин.

Але головна мета справжнього посібника - навчити читача самостійно набувати знання, через вирішення завдань різного типу поглибити розуміння фізичних явищ і процесів, засвоїти закони та закономірності, що пов'язують фізичні величини.

Бажаємо успіхів на нелегкому шляху пізнання фізики.

Лабораторна робота №1

Рух тіла по колу під дією сили тяжкості та пружності.

Мета роботи:перевірити справедливість другого закону Ньютона для руху тіла по колу під дією кількох.

1) вантаж, 2) нитка, 3) штатив з муфтою та кільцем, 4) аркуш паперу, 5) Вимірювальна стрічка, 6) годинник з секундною стрілкою.

Теоретичне обґрунтування

Експериментальна установка складається з вантажу, прив'язаного на нитки кільцю штатива (рис.1). На столі під маятником розташовують аркуш паперу, на якому намальовано коло радіусом 10 см. Центр Про кола знаходиться на вертикалі під точкою підвісу До маятнику. Під час руху вантажу по колу, зображеному на аркуші, нитка описує конічну поверхню. Тому такий маятник називають конічним.

Спроектуємо (1) на координатні осі X та Y .

(Х), (2)

(У), (3)

де - Кут, утворений ниткою з вертикаллю.

Виразимо з останнього рівняння

і підставимо на рівняння (2). Тоді

Якщо період звернення Т маятника по колу радіусом К відомий з досвідчених даних, то

період звернення можна визначити, вимірявши час t , за яке маятник здійснює N оборотів:

Як видно з малюнка 1,

, (7)

Рис.1

Рис.2

де h =OK – відстань від точки підвісу До до центру кола Про .

З урахуванням формул (5) – (7) рівність (4) можна у вигляді

. (8)

Формула (8) – прямий наслідок другого закону Ньютона. Таким чином, перший спосіб перевірки справедливості другого закону Ньютона зводиться до експериментальної перевірки тотожності лівої та правої частин рівності (8).

Сила повідомляє маятнику доцентрове прискорення

З урахуванням формул (5) та (6) другий закон Ньютона має вигляд

. (9)

Сила F вимірюється з допомогою динамометра. Маятник відтягують від положення рівноваги на відстань, що дорівнює радіусу кола R , та знімають показання динамометра (рис.2) Маса вантажу m передбачається відомою.

Отже, ще один спосіб перевірки справедливості другого закону Ньютона зводиться до експериментальної перевірки тотожності лівої та правої частин рівності (9).

порядок виконання роботи

Зберіть експериментальну установку (див. рис. 1), вибираючи довжину маятника близько 50 див.

На аркуші паперу накресліть коло радіусом R = 10 c м.

Аркуш паперу розташуйте так, щоб центр кола знаходився під точкою підвісу маятника по вертикалі.

Виміряйте відстань h між точкою підвісу До та центром кола Про сантиметровою стрічкою.

h =

5. Приведіть у рух конічний маятник уздовж накресленого кола з постійною швидкістю. Виміряйте час t , протягом якого маятник здійснює N = 10 оборотів.

t =

6. Обчисліть відцентрове прискорення вантажу

Обчисліть

Висновок.

Лабораторна робота №2

Перевірка закону Бойля-Маріотта

Мета роботи:експериментально перевірити закон Бойля – Маріотта шляхом порівняння параметрів газу двох термодинамічних станах.

Обладнання, засоби вимірювання: 1) прилад для вивчення газових законів; 2) барометр (одні на клас); 3) штатив лабораторний; 4) смужка міліметрового паперу розмірів 300*10 мм; 5) вимірювальна стрічка.

Теоретичне обґрунтування

Закон Бойля – Маріотта визначає взаємозв'язок тиску та обсягу газу даної маси за постійної температури газу. Щоб переконатися у справедливості цього закону чи рівності

(1)

достатньо виміряти тискp 1 , p 2 газу та його обсягV 1 , V 2 у початковому та кінцевому стані відповідно. Збільшення точності перевірки закону досягається, якщо відняти з обох частин рівності (1) твір. Тоді формула (1) матиме вигляд

(2)

або

(3)

Прилад для вивчення газових законів складається з двох скляних трубок 1 і 2 довжиною 50 см, з'єднаних один з одним гумовим шлангом 3 довжиною 1 м, пластинки із затискачами 4 розміром 300*50*8 мм та пробки 5 (рис. 1, а). До пластинки 4 між скляними трубками прикріплена смужка міліметрового паперу. Трубку 2 знімають з основи приладу, опускають вниз і укріплюють у лапці штатива 6. Гумовий шланг заповнений водою. Атмосферний тиск вимірюється барометром мм рт. ст.

При фіксації рухомої трубки в початковому положенні (рис. 1 б) циліндричний об'єм газу в нерухомій трубці 1 може бути знайдений за формулою

, (4)

де S – площа поперечного перерізу трубки

Початковий тиск газу в ній, виражений у мм рт. ст., складається з атмосферного тиску та тиску стовпа води заввишки у трубці 2:

мм рт.ст. (5).

де - різниця рівнів води у трубках (у мм.). У формулі (5) враховано, що щільність води у 13,6 рази менша за щільність ртуті.

При підйомі вгору трубки 2 і фіксації її в кінцевому положенні (рис. 1 в) обсяг газу в трубці 1 зменшується:

(6)

де - Довжина повітряного стовпа в нерухомій трубці 1.

Кінцевий тиск газу знаходиться за формулою

мм. рт. ст. (7)

Підстановка початкових та кінцевих параметрів газу у формулу (3) дозволяє подати закон Бойля – Маріотта у вигляді

(8)

Таким чином, перевірка справедливості закону Бойля – Маріотта зводиться до експериментальної перевірки тотожності лівої Л 8 та правої П 8 частин рівності (8).

Порядок виконання роботи

7.Виміряйте різницю рівнів води в трубках.

Підніміть вище рухому трубку 2 і зафіксуйте її (див. мал. 1, в).

Повторіть вимірювання довжини стовпа повітря у трубці 1 та різниці рівнів води у трубках. Запишіть результати вимірів.

10. Виміряйте атмосферний тиск барометром.

11. Обчисліть ліву частину рівності (8).

Обчисліть праву частину рівності (8).

13. Перевірте виконання рівності (8)

ВИСНОВОК:

Лабораторна робота №4

Дослідження змішаного з'єднання провідників

Мета роботи : експериментально вивчити характеристики змішаної сполуки провідників.

Обладнання, засоби вимірювання: 1) джерело живлення; 2) ключ; 3) реостат; 4) амперметр; 5) вольтметр;

Теоретичне обґрунтування

Багато електричних ланцюгах використовується змішане з'єднання провідників, що є комбінацією послідовного і паралельного з'єднань. Найпростіше змішане з'єднання опорів = 1 Ом = 2 Ом = 4 Ом.

а) Резистори R 2 і R 3 з'єднані між собою паралельно, тому опір між точками 2 та 3

б) Крім того, при паралельному з'єднанні сумарна сила струму, що втікає у вузол 2, дорівнює сумі сил струмів, що випливають із нього.

в) Враховуючи, що опориR 1 та еквівалентний опір з'єднані послідовно.

, (3)

а загальний опір ланцюга між точками 1 та 3.

.(4)

Електричний ланцюг для вивчення характеристик змішаного з'єднання провідників складається з джерела живлення 1, якого через ключ 2 підключені реостат 3, амперметр 4 і змішане з'єднання трьох дротяних резисторів R 1, R 2 і R 3. Вольтметром 5 вимірюють напругу між різними парами точок ланцюга. Схему електричного ланцюга наведено на малюнку 3. Наступні вимірювання сили струму та напруги в електричному ланцюгу дозволять перевірити співвідношення (1) – (4).

Вимірювання сили струмуI, що протікає через резисторR1, і рівності потенціалів на ньому дозволяє визначити опір та порівняти його із заданим значенням.

. (5)

Опір можна знайти із закону Ома, вимірявши вольтметром різницю потенціалів:

.(6)

Цей результат можна порівняти зі значенням , одержаним з формули (1). Справедливість формули (3) перевіряється додатковим виміром за допомогою вольтметра напруги (між точками 1 та 3).

Цей вимір дозволить також оцінити опір (між точками 1 та 3).

.(7)

Експериментальні значення опорів, отриманих за формулами (5) - (7), повинні відповідати співвідношенню 9; для даного змішаного з'єднання провідників.

Порядок виконання роботи

Зберіть електричний ланцюг

3. Запишіть результат вимірювання сили струму.

4. Підключіть вольтметр до точок 1 та 2 та виміряйте напругу між цими точками.

5.Запишіть результат вимірювання напруги

6. Розрахуйте опір.

7. Запишіть результат вимірювання опору = та порівняйте його з опором резистора =1 Ом

8. Підключіть вольтметр до точок 2 та 3 та виміряйте напруги між цими точками.

перевірте справедливість формул (3) та (4).

Ом

Висновок:

Ми експериментально вивчили характеристики змішаної сполуки провідників.

Перевіримо:

Додаткове завдання.Переконатися у цьому, що з паралельному з'єднанні провідників справедливо рівність:

Ом

2 курс.

Лабораторна робота №1

Вивчення явища електромагнітної індукції

Мета роботи: довести експериментально правило Ленца, що визначає напрямок струму при електромагнітній індукції.

Обладнання, засоби вимірювання: 1) дугоподібний магніт; 2) котушка-моток; 3) міліамперметр; 4) смуговий магніт.

Теоретичне обґрунтування

Відповідно до закону електромагнітної індукції (або закону Фарадея-Максвелла), ЕРС електромагнітної індукції E iу замкнутому контурі чисельно дорівнює і протилежна за знаком швидкості зміни магнітного потоку Фчерез поверхню, обмежену цим контуром.

E i = - Ф '

Для визначення знака ЕРС індукції (і відповідно напрями індукційного струму) у контурі цей напрямок порівнюється з обраним напрямом обходу контуру.

Напрямок індукційного струму (як і величина ЕРС індукції) вважається позитивним, якщо воно збігається з обраним напрямом обходу контуру, і вважається негативним, якщо воно протилежне обраному напрямку обходу контуру. Скористаємося законом Фарадея – Максвелла для визначення напрямку індукційного струму у круговому дротяному витку площею S 0 . Припустимо, що у початковий момент часу t 1 =0 індукція магнітного поля в області витка дорівнює нулю. В наступний момент часу t 2 = виток переміщається в область магнітного поля, індукція якого спрямована перпендикулярно площині витка до нас (рис.1 б)

За напрямок обходу контуру виберемо напрямок за годинниковою стрілкою. За правилом буравчика вектор площі контуру буде направлений від нас перпендикулярно до площі контуру.

Магнітний потік, що пронизує контур у початковому положенні витка, дорівнює нулю (=0):

Магнітний потік у кінцевому положенні витка

Зміна магнітного потоку за одиницю часу

Отже, ЕРС індукції, згідно з формулою (1), буде позитивною:

E i =

Це означає, що індукційний струм у контурі буде спрямований за годинниковою стрілкою. Відповідно, згідно з правилом буравчика для контурних струмів, власна індукція на осі такого витка буде спрямована проти індукції зовнішнього магнітного поля.

Відповідно до правила Ленца, індукційний струм у контурі має такий напрямок, що створений ним магнітний потік через поверхню обмежену контуром перешкоджає зміні магнітного потоку, що викликав цей струм.

Індукційний струм спостерігається при посиленні зовнішнього магнітного поля в площині витка без його переміщення. Наприклад, при русі смугового магніту у виток зростає зовнішнє магнітне поле і магнітний потік, його пронизливий.

Напрямок обходу контуру

Ф 1

Ф 2

ξ i

(знак)

(Напр.)

I А

B 1 S 0

B 2 S 0

-(B 2 -B 1) S 0<0

15 мА

Порядок виконання роботи

1. Котушку – маток 2 (див. мал. 3) підключіть до затискачів міліамперметра.

2. Північний полюс дугоподібного магніту внесіть у котушку вздовж осі. У наступних дослідах полюса магніту переміщуйте з однієї сторони котушки, положення якої не змінюється.

Перевірте відповідність результатів досліду з таблицею 1.

3. Видаліть із котушки північний полюс дугоподібного магніту. Результати досвіду подайте в таблиці.

Напрямок обходу контурувиміряти показник заломлення скла за допомогою плоскопаралельної пластинки.

Обладнання, засоби вимірювання: 1) плоскопаралельна пластинка зі скошеними гранями; 2) лінійка вимірювальна; 3) косинець учнівський.

Теоретичне обґрунтування

Метод вимірювання показника заломлення за допомогою плоскопаралельної пластинки заснований на тому, що промінь, що пройшов плоскопаралельну пластинку, виходить з неї паралельно напряму падіння.

Відповідно до закону заломлення показник заломлення середовища

Для обчислення і на аркуші паперу проводять дві паралельні прямі AB і CD з відривом 5-10 мм друг від друга і кладуть ними скляну пластинку те щоб її паралельні грані були перпендикулярні цим лініям. За такого розташування пластинки паралельні прямі не зміщуються (рис.1, а).

Розташовують око на рівні столу і, стежачи за прямими AB та CD крізь скло, повертають пластинку навколо вертикальної осі проти годинникової стрілки (рис. 1, б). Поворот здійснюють доти, доки промінь QC не здаватиметься продовженням BM та MQ .

Для обробки результатів вимірювань обводять олівцем контури платівки та знімають її з паперу. Через точку M проводять перпендикуляр O1O2 до паралельних граней пластинки і пряму MF.

Потім на прямих ВМ і МF відкладають рівні відрізки МЕ 1 =МL 1 і опускають за допомогою косинця з точок Е 1 і L 1 перпендикуляри L 1 L 2 і Е 1 Е 2 на пряму О 1 О 2 . З прямокутних трикутників L

а) спочатку орієнтуйте паралельні грані платівки перпендикулярно АВ та СD. Переконайтеся, що паралельні лінії не зміщуються.

б) розташуйте око на рівні столу і, стежачи за лініями АВ і СD крізь скло, повертайте пластинку навколо вертикальної осі проти годинникової стрілки доти, доки промінь QC не здаватиметься продовженням ВМ та МQ.

2. Обведіть олівцем контури пластини та зніміть її з паперу.

3. Через точку М (див. рис. 1,б) проведіть за допомогою кутника перпендикуляр О 1 О 2 до паралельних граней пластинки та пряму МF (продовження МQ ).

4. З центром у точці М проведіть коло довільного радіусу, позначте на прямих ВМ та МF точки L 1 та Е 1 (МЕ 1 =МL 1)

5. Опустіть за допомогою кутника перпендикуляри з точок L 1 та Е 1 на пряму О 1 О 2 .

6. Виміряйте лінійкою довжину відрізків L 1 L 2 та Е 1 Е 2.

7. Розрахуйте показник заломлення скла за такою формулою 2.

Лабораторна робота №1.

Дослідження рівноприскореного руху без початкової швидкості

Мета роботи: встановити якісну залежність швидкості тіла від часу за його рівноприскореному русі зі стану спокою, визначити прискорення руху тіла.

Обладнання: жолоб лабораторний, каретка, штатив із муфтою, секундомір із датчиками.

З правилами ознайомлений, зобов'язуюсь виконувати. ________________________

Підпис учня

Примітка: У ході досвіду каретку пускають кілька разів з того самого положення на жолобі і визначають її швидкість в декількох точках на різних віддаленнях від початкового положення.

Якщо тіла рухається зі стану спокою рівноприскорено, його переміщення змінюється з часом за законом:S = at 2 /2 (1), а швидкість –V = at(2). Якщо з формули 1 висловити прискорення і підставити його 2, то отримаємо формулу, що виражає залежність швидкості від переміщення та часу руху:V = 2 S/ t.

1. Рівноприскорений рух – це ___

2. У яких одиницях у системі Сі вимірюється:

прискорення  а  =  

швидкість    =  

час  t  =  

переміщення  s  =  

3. Напишіть формулу прискорення у проекціях:

а x = _________________.

4. За графіком швидкості знайдіть прискорення тіла.

a =

5. Напишіть рівняння переміщення за рівноприскореного руху.

S = + ______________

Якщо  0 = 0, то S =

6. Рух є рівноприскореним, якщо виконується закономірність:

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

Знайдіть відношенняS 1 : S 2 : S 3 =

Хід роботи

1. Підготуйте таблицю для запису результатів вимірювань та обчислень:

2. За допомогою муфти закріпіть на штативі жолоб під кутом, щоб каретка з'їжджала по жолобу самостійно. Один із датчиків секундоміра за допомогою магнітного тримача закріпити на жолобі на відстані 7 см від початку вимірювальної шкали (х 1 ). Другий датчик закріпіть напроти значення 34 см на лінійці (х 2 ). Обчисліть переміщення (S), яке здійснить каретка під час руху від першого датчика до другого

S = x 2 – x 1 = ____________________

3. Помістіть каретку на початок ринви і відпустіть її. Зніміть показання секундоміра (t).

4. Обчисліть за формулою швидкість руху каретки (V), з якою вона рухалася повз другий датчик і прискорення руху (а):

______________________________________________________

5. Перемістіть нижній датчик на 3 см вниз і повторіть досвід (досвід №2):

S = ______________________________________________________________

V = _____________________________________________________________

а = ______________________________________________________________

6. Повторіть досвід, видаливши нижній датчик ще на 3 см (досвід №3):

S =

а = _______________________________________________________________

7. Зробіть висновок про те, як змінюється швидкість візка зі збільшенням часу його руху, і про те, як виявилося прискорення каретки при проведенні даних дослідів.

___________

Лабораторна робота №2.

Вимірювання прискорення вільного падіння

Мета роботи: визначити прискорення вільного падіння, продемонструвати, що з вільному падінні прискорення залежить від маси тіла.

Обладнання: оптоелектричні датчики – 2 шт., Сталева пластина – 2 шт., вимірювальний блокL-Мікро, платформа стартового пристрою, блок живлення.

Правила техніки безпеки. Уважно прочитайте правила та розпишіться у тому, що зобов'язуєтесь їх виконувати.

Обережно! На столі повинно бути ніяких сторонніх предметів. Неакуратне поводження з приладами призводить до їх падіння. Можна при цьому отримати механічну травму-забій, вивести прилади з робочого стану.

З правилами ознайомлений, зобов'язуюсь виконувати. _________________________

Підпис учня

Примітка: Для виконання досвіду використовується демонстраційний комплект «Механіка» із серії обладнанняL-мікро.

У цій роботі прискорення вільного падінняg визначається на основі виміру часуt , витраченого тілом на падіння з висотиh без початкової швидкості. При проведенні досвіду зручно реєструвати параметри руху металевих квадратів однакових розмірів, але різної товщини та, відповідно, різної маси.

Тренувальні завдання та питання.

1. За відсутності опору повітря швидкість вільно падаючого тіла за третю секунду падіння збільшується на:

1) 10 м/с 2) 15 м/с 3) 30 м/с 4) 45 м/с

2. Ох . У якого з тіл на момент часуt 1 прискорення дорівнює нулю?

3. М'яч кинуто під кутом до горизонту (див. рисунок). Якщо опір повітря нехтує мало, то прискорення м'яча в точціА сонаправлено вектору

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

4. На рисунках представлені графіки залежності проекції швидкості від часу для чотирьох тіл, що рухаються вздовж осіОх . Яке з тіл рухається з найбільшим прискоренням за модулем?

За графіком залежності проекцій векторів переміщення тіл від часу їхнього руху (див. мал.) знайдіть відстань між тілами через 3 с після початку руху.

1) 3 м 2) 1 м 3) 2 м 4) 4 м

Хід роботи

1. Встановіть платформу стартового пристрою у верхній частині класної дошки. Вертикально під ним розташуйте два оптоелектричні датчики, орієнтувавши їх, як показано на малюнку. Датчики розташовуються на відстані приблизно 0,5 м один від одного таким чином, щоб тіло, що вільно падає після звільнення з пускового пристрою, послідовно проходило через їх створи.

2. Приєднайте оптоелектричні датчики до гнізда на платформі пускового пристрою, а блок живлення – до гнізда з'єднувального кабелю, підключеного до гнізда 3 вимірювального блоку.

3. Виберіть пункт «Визначення прискорення вільного падіння (варіант 1)» на екрані комп'ютера та увійдіть у режим налаштування обладнання. Зверніть увагу на зображення датчиків у вікні екрана. Якщо представлений датчик, то датчик відкритий. При перекритті оптичної осі датчика замінюється зображенням датчика з візком у його створі.

4. Підвісьте одну із сталевих пластин до магніту пускового пристрою. Для того, щоб при обробці результатів використати просту формулуh = gt 2 /2 , необхідно точно виставити взаємне розташування сталевої пластини (у стартовому пристрої) та найближчого до неї оптоелектричного датчика. Відлік ремінця починається під час спрацьовування одного з оптоелектричних датчиків.

5. Рухайте верхній оптоелектричний датчик вгору у напрямку до стартового пристрою з підвішеним до нього тілом доти, доки на екрані не з'явиться зображення датчика з візком у його створі. .

Перейдіть в екран проведення вимірювань та проведіть серію із 3 запусків. Щоразу записуйте час, що виникає на екрані комп'ютера.

Виміряйте відстаньh між оптоелектричними датчиками Розрахуйте середнє значення часу падіння тілаt ср і, підставивши отримані дані у формулуg = 2 h / t 2 ср , визначте прискорення вільного падінняg . Аналогічно проведіть вимірювання з іншим квадратом.

Отримані дані занесіть до таблиці.

Сталеві пластини

№ досвіду

Відстань між датчиками

h , м

Час

t , з

Середнє значення часу

t ср, с

Прискорення вільного падіння

g , м/с 2

Велика пластина

Менша пластина

На підставі проведених дослідів зробіть висновки:

__________________________

Лабораторна робота №3.

Дослідження залежності періоду коливань пружинного

маятника від маси вантажу та жорсткості пружини

Мета роботи: експериментально встановити залежність періоду коливань та частоти коливань пружинного маятника від жорсткості пружини та маси вантажу.

Обладнання: набір вантажів, динамометр, набір пружин, штатив, секундомір, лінійка.

Обережно! На столі повинно бути ніяких сторонніх предметів. Неакуратне поводження з приладами призводить до їх падіння. Можна при цьому отримати механічну травму., вивести прилади з робочого стану.

З правилами ознайомлений(а), зобов'язуюсь виконувати.___________________________

Підпис учня

Тренувальні завдання та питання

1. Ознака коливального руху – ___________________

__________________________

2. На яких малюнках тіло перебуває у положенні рівноваги

_______ ________ _________

3. Сила пружності максимальна у точці _________ і __________ зображених малюнках _______ ________ ________.

4. У кожній точці на траєкторії руху, крім точки ______, на кульку діє сила пружності пружини, спрямована до положення рівноваги.

5. Вкажіть точки, де швидкість найбільша ____________ та найменша_______ _______, прискорення найбільше ______ ______ та найменше _______.

Х від роботи

1. Зберіть вимірювальну установку відповідно до малюнку.

2. По розтягуванню пружини x та масі вантажу визначте жорсткість пружини.

F упр = k  x – закон Гука

F упр = Р = mg ;

1) ____________________________________________________

2) ____________________________________________________

3) ____________________________________________________

3. Заповніть таблицю №1 залежності періоду коливань від маси вантажу однієї і тієї ж пружини.

4. Заповніть таблицю №2 залежності частоти коливань пружинного маятника від жорсткості пружини для вантажу масою 200 г.

5. Зробіть висновки про залежність періоду та частоти коливань пружинного маятника від маси та жорсткості пружини.

__________________________________________________________________________________________________

Лабораторна робота №4

Дослідження залежності періоду та частоти вільних коливань ниткового маятника від довжини нитки

Мета роботи:з'ясувати, як залежать період та частоти вільних коливань ниткового маятника від його довжини.

Обладнання:штатив з муфтою та лапкою, кулька з прикріпленою до нього ниткою довжиною близько 130 см, секундомір.

Обережно! На столі повинно бути ніяких сторонніх предметів. Прилади використовувати лише за призначенням. Неакуратне поводження з приладами призводить до їх падіння. Можна при цьому отримати механічну травму-забиті місця, вивести прилади з робочого стану.

З правилами ознайомлений, зобов'язуюсь виконувати. _______________________

Підпис учня

Тренувальні завдання та питання

1. Які коливання називаються вільними? ___________________________

________________________________________________________________

2. Що є нитяний маятник? ___________________________

________________________________________________________________

3. Період коливань – це ___________________________________________

________________________________________________________________

4. Частота коливань – це ___________________________________________

5. Період і частота – це _______________________ величини, оскільки їх творів одно ___________________.

6. У яких одиницях у системі Сі вимірюється:

період [ Т] =

частота [ν] =

7. Нитяний маятник за 1,2 хвилини здійснив 36 повних коливань. Знайдіть період та частоту коливань маятника.

Дано: Сі Рішення:

t= 1,2 хв = T =

N = 36

T - ?, ν - ?

Хід роботи

1. Встановіть край столу штатив.

2. Закріпіть нитку маятника в лапці штатива, використовуючи шматочок гумки або щільного паперу.

3. Для проведення першого досвіду оберіть довжину нитки 5 – 8 см і відхиліть кульку від положення рівноваги на невелику амплітуду (1 – 2 см) та відпустіть.

4. Виміряйте проміжок часу t, за який маятник здійснить 25 - 30 повних коливань ( N ).

5. Результати вимірювань запишіть до таблиці

6. Проведіть ще 4 досліди так само, як і перший, при цьому довжину маятника L збільшуйте до граничного.

(Наприклад: 2) 20 – 25 см; 3) 45 – 50 см; 4) 80 – 85 см; 5) 125 – 130 см).

7. Для кожного досвіду обчисліть період коливань та запишіть у таблицю.

T 1 = T 4 =

T 2 = T 5 =

T 3 =

8
. Для кожного досвіду розрахуйте значення частоти коливань або

та запишіть у таблицю.

9. Проаналізуйте результати, записані в таблиці, та дайте відповідь на запитання.

а) Збільшили або зменшили довжину маятника, якщо період коливань зменшився від 0,3 до 0,1 с?

________________________________________________________________________________________________________________________________

б) Збільшили або зменшили довжину маятника, якщо частота коливань зменшилася від 5 Гц до 3 Гц

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторна робота №5.

Вивчення явища електромагнітної індукції

Мета роботи: вивчити явище електромагнітної індукції.

Обладнання:міліамперметр, котушка-моток, магніт дугоподібний або смуговий, джерело живлення, котушка із залізним сердечником від розбірного електромагніту, реостат, ключ, дроти сполучні.

Обережно! Захищайте прилади від падіння. Не допускайте граничних навантажень вимірювальних приладів. При проведенні дослідів із магнітними полями слід знімати з руки годинник та прибрати мобільний телефон.

________________________

Підпис учня

Тренувальні завдання та питання

1. Індукція магнітного поля – це ______________________________________

характеристика магнітного поля

2. Запишіть формулу модуля вектор магнітної індукції.

У = __________________.

Одиниця виміру магнітної індукції в системі Сі: В  =  

3. Що таке магнітний потік? _________________________________________

_________________________________________________________________

4. Від чого залежить магнітний потік? ____________________________________

_________________________________________________________________

5. У чому полягає явище електромагнітної індукції? _________________

_________________________________________________________________

6. Хто відкрив явище електромагнітної індукції, і чому це відкриття відносять до розряду найбільших? ______________________________________

__________________________________________________________________

Хід роботи

1. Підключіть котушку-моток до затискачів міліамперметра.

2. Введіть один із полюсів магніту в котушку, а потім на кілька секунд зупиніть магніт. Запишіть, чи виникав у котушці індукційний струм: а) під час руху магніту щодо котушки; б) під час його зупинення.

__________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Запишіть, чи змінювався магнітний потікФ , що пронизує котушку: а) під час руху магніту; б) під час його зупинення.

4. Сформулюйте, за якої умови в котушці виникав індукційний струм.

5 . Введіть один із полюсів магніту в котушку, а потім з такою ж швидкістю видаліть. (Швидкість підберіть таким чином, щоб стрілка відхилялася до половини граничного значення шкали.)

________________________________________________________________

__________________________________________________________________

6. Повторіть досвід, але за більшої швидкості руху магніта.

а) Запишіть, яким буде напрямок індукційного струму. ______________

_______________________________________________________________

б) Запишіть, яким буде модуль індукційного струму. __________________

_________________________________________________________________

7. Запишіть, як швидкість руху магніту впливає:

а) На величину зміни магнітного потоку.

__________________________________________________________________

б) на модуль індукційного струму. ____________________________________

__________________________________________________________________

8. Сформулюйте, як модуль сили індукційного струму залежить від швидкості зміни магнітного потоку.

_________________________________________________________________

9. Зберіть установку для досвіду на малюнку.

1 – котушка-моток

2 – котушка

10. Перевірте, чи виникає у котушці-мотці1 індукційний струм при: а) замиканні та розмиканні ланцюга, до якого включена котушка2 ; б) протікання через2 постійного струму; в) зміну сили струму реостатом.

________________________________________________________________________________________________________________________________

11. Запишіть, у яких з наведених випадків: а) змінювався магнітний потік, що пронизує котушку1 ; б) виникав індукційний струм у котушці1 .

Висновок:

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторна робота №6

Спостереження суцільного та лінійчастого спектрів

випромінювання

Мета роботи:спостереження суцільного спектру за допомогою скляних пластин зі скошеними гранями та лінійчастого спектра випромінювання за допомогою двотрубного спектроскопа.

Обладнання:проекційний апарат, двотрубний спектроскоп спектральні трубки з воднем, неоном або гелієм, високовольтний індуктор, джерело живлення, (ці прилади є спільними для всього класу), скляна пластина зі скошеними гранями (видається кожному).

Опис пристрою.

Обережно! Електричний струм! Переконайтеся, що ізоляція провідників не порушена. Не допускайте граничних навантажень вимірювальних приладів.

З правилами ознайомлений, зобов'язуюсь виконувати. ______________________

Підпис учня

Тренувальні завдання та питання

1. Спектроскоп був сконструйований у 1815 році німецьким фізиком

________________________________________________________

2. Видимий світло - це електромагнітні хвилі частотою:

від _________________ Гц до __________________Гц.

3. Які тіла випромінюють суцільний спектр?

1. ______________________________________________________________

2. ______________________________________________________________

3. ______________________________________________________________

4. Який спектр у газів малої щільності, що світяться?

________________________________________________________________

5. Сформулюйте закон Г. Кірхгофа: _________________________________

_______________________________________________________________

Хід роботи

1. Розташувати пластину горизонтально перед оком. Крізь грані, що становлять кут 45º, спостерігати світлу вертикальну смужку на екрані – зображення розсувної щілини проекційного апарату.

2. Виділити основні кольори отриманого суцільного спектра і записати їх у послідовності, що спостерігається.

________________________________________________________________

3. Повторити досвід, розглядаючи смужку через грані, що утворюють кут 60 º. Записати різницю у вигляді спектрів.

________________________________________________________________

4. Спостерігати лінійчасті спектри водню, гелію або неону, розглядаючи спектральні трубки, що світяться, за допомогою спектроскопа.

Записати якісь лінії вдалося розглянути.

__________________________________________________________________

Висновок: ____________________________________________________________

__________________________________________________________________

Лабораторна робота №7

Вивчення розподілу ядра атома урану

фотографії треків

Мета роботи: переконатися у справедливості закону збереження імпульсу з прикладу розподілу ядра урану.

Обладнання: фотографія треків заряджених частинок, що утворилися у фотоемульсії при розподілі ядра атома урану під дією нейтрона, лінійка вимірювальна.

Примітка: на малюнку представлена фотографія поділу ядра атома урану під дією нейрона на два уламки (ядро знаходилося в точціg ). По треках видно, що уламки ядра атома урану розлетілися в протилежних напрямках (злам лівого треку пояснюється зіткненням уламка з ядром одного з атомів фотоемульсії). Довжина треку тим більше, що більше енергія частки. Товщина треку тим більша, чим більший заряд частинки і чим менша її швидкість.

Тренувальні завдання та питання

1. Сформулюйте закон збереження імпульсу. ___________________________

__________________________________________________________________

2. Поясніть фізичний сенс рівняння:

__________________________________________________________________

3. Чому реакція поділу ядер урану йде з виділенням енергії у навколишнє середовище? _______________________________________________

_______________________________________________________________

4. На прикладі будь-якої реакції поясніть, у чому полягають закони збереження заряду та масового числа. _________________________________

_________________________________________________________________

5. Знайдіть невідомий елемент періодичної таблиці, що утворився внаслідок наступної реакції β-розпаду:

__________________________________________________________________

6. У чому полягає принцип впливу фотоемульсії?

______________________________________________________________

Хід роботи

1. Розгляньте фотографію та знайдіть треки уламків.

2. Виміряйте довжини треків уламків за допомогою міліметрової вимірювальної лінійки та порівняйте їх.

3. Користуючись законом збереження імпульсу, поясніть, чому уламки, що утворилися під час поділу ядра атома урану, розлетілися у протилежних напрямках. _____________________________________

_________________________________________________________________

4. Чи однакові заряди та енергія уламків? _____________________________

__________________________________________________________________

5. За якими ознаками можна судити про це? ________________________

__________________________________________________________________

6. Одна з можливих реакцій поділу урану може бути записана у символічному вигляді таким чином:

де z x – ядро атома однієї з хімічних елементів.

Користуючись законом збереження заряду та таблицею Д.І. Менделєєва, визначте, що за елемент.

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Висновок: ______________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________

Лабораторна робота №8

Вивчення треків заряджених частинок за готовими

фотографіям

Мета роботи:пояснити характер руху заряджених частинок.

Обладнання:фотографії треків заряджених частинок, отриманих у камері Вільсона, бульбашкової камери та фотоемульсії.

Тренувальні завдання та питання

1. Які методи дослідження заряджених частинок ви знаєте? _____________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. У чому полягає принцип дії камери Вільсона? ___________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

3. У чому перевага бульбашкової камери перед камерою Вільсона? Чим відрізняються ці пристрої? _________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. У чому подібність фотоемульсійного методу та фотографування?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Сформулюйте правило лівої руки для визначення напрямку сили, що діє на заряд у магнітному полі. ____________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. На малюнку показаний трек частки камери Вільсона, поміщеної в магнітне полі. Вектор спрямований від поверхні. Визначте знак заряду частки.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Хід роботи

1. На яких поданих вам фотографіях (рис. 1, 2, 3) зображені треки частинок, що рухаються у магнітому полі? Відповідь обґрунтуйте.

______________________________________________________________________________________________________

Рис. 1

__________________________________

2. Розгляньте фотографію треків α-частинок, що рухалися у камері Вільсона (рис. 1).

а) В якому напрямку рухалися α-частинки?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

б) Чому довжина треків α-частинок приблизно однакова?

______________________________________________________________________________________________________

Рис. 3

__________________________________

в) Чому товщина треків α-часток до кінця руху дещо збільшується? _________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

3. На малюнку 2 дано фотографію треків α-частинок у камері Вільсона, що знаходиться в магнітному полі. Дайте відповідь на наступні запитання.

а) В яку сторону рухалися частки? _____________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

б) Як було направлено вектор магнітної індукції? ___________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

в) Чому змінювалися радіус кривизни та товщина треків у міру руху α-частинок? _______________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

4. На малюнку 3 дана фотографія треку електрона у бульбашковій камері, що знаходилася в магнітному полі. Дайте відповідь на наступні запитання.

а) Чому трек електрона має форму спіралі? _____________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

б) У якому напрямі рухався електрон? __________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

в) Як було направлено вектор магнітної індукції? ___________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

г) Що могло спричинити те, що трек електрона на малюнку 3 набагато довший за треки α-частинок на малюнку 2? _______________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

Висновок: _________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторна робота №9

Вимірювання природного радіаційного фону

дозиметром

Мета роботи:отримання практичних навичок щодо використання побутового дозиметра для вимірювання радіаційного фону.

Обладнання:дозиметр побутовий, інструкція щодо його використання.

Правила техніки безпеки. Уважно прочитайте правила користування дозиметром та розпишіться у тому, що зобов'язуєтесь їх виконувати. Обережно! Захищайте прилад від падіння.

З правилами ознайомлений, зобов'язуюсь виконувати. _______________________(_підпис учня)

Примітка:побутові дозиметри призначені для оперативного індивідуального контролю за населенням радіаційної обстановки та дозволяють приблизно оцінювати потужність еквівалентної дози випромінювання. Більшість сучасних дозиметрів вимірюють потужність дози випромінювання у мікрозивертах на годину (мкЗв/год), проте досі широко використовується й інша одиниця – мікрорентген на годину (мкР/год). Співвідношення між ними таке: 1 мкЗв/год = 100 мкР/год. Середнє значення еквівалентної дози поглиненого випромінювання, зумовленого природним радіаційним тлом, становить близько 2мЗв на рік.

Тренувальні завдання та питання

1. Поглинена доза випромінювання – це __________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Формула поглиненої дози:

г де: ________________________________

___________________________________

3. Одиниці виміру поглиненої дози: =

4. Еквівалентна доза Н визначається за такою формулою:

де: ________________________________

___________________________________

5. Одиницею виміру еквівалентної дози є ____________________

6. У скільки разів зменшиться вихідне число радіоактивних ядер за час, що дорівнює періоду напіврозпаду? ______________________________________

Хід роботи

1. Уважно вивчіть інструкцію з роботи з дозиметром та визначте:

який порядок підготовки його до роботи;

які види іонізуючих випромінювань він вимірює;

у яких одиницях реєструє прилад потужність дози випромінювання;

яка тривалість циклу виміру;

які межі абсолютної похибки виміру;

який порядок контролю та заміни внутрішнього джерела живлення;

яке розташування та призначення органів управління роботою приладу.

2. Здійсніть зовнішній огляд приладу та його пробне увімкнення.

3. Переконайтеся, що дозиметр у робочому стані.

4. Підготуйте пристрій для вимірювання потужності дози випромінювання.

5. Виміряйте 8 – 10 разів рівень радіаційного фону, записуючи кожен раз показ дозиметра.

6. Обчисліть середнє значення радіаційного тла.

________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Обчисліть, яку дозу іонізуючих випромінювань отримає людина протягом року, якщо середнє значення радіаційного фону протягом року не змінюватиметься. Зіставте її зі значенням, безпечним для здоров'я людини.

________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Порівняйте отримане середнє значення фону з природним радіаційним фоном, прийнятим за норму – 0,15 мкЗв/год.

Зробіть висновок_________________________________________________

_______________________________________________________________

________________________________________________________________