Тема: «Определение модуля упругости при деформации растяжения»

 

Цель работы: определение модуля упругости резины при растяжении.

Оборудование: резиновый шнур длиной 25—30 см и сечением 4— 10 мм², набор грузов по 0,1 кг, штатив, линейка, штангенциркуль или микро­метр.

Теория:

При установившейся упругой деформации равнодействующая всех внутренних сил упругости, возникающих в теле в любом его сечении, уравновешивает внешние силы, действующие на тело.

Согласно закону Гука, нап­ряжение о и вызванное им от­носительное удлинение е про­порциональны: а==Ее, где Е — модуль упругости.

После преобразования это­го выражения получим:

Для экспериментального определения модуля упругос­ти нужно измерить все вели­чины, стоящие в правой части выражения: деформирующую силу F, сечение образца S, его первоначальную длину lо и аб­солютное удлинение l.

Образец—резиновый шнур— укреплен в штативе. Шнур растягивают грузами, масса которых известна. Отсчет первоначальной длины образца lо и абсолютного удлинения l делается по линейке, укреплен­ной на том же штативе.

Порядок выполнения работы

1. Укрепите резиновый шнур в штативе и, подвесив к его концу один груз mо==0,1 кг, измерьте первоначальную длину шнура lo.

2. Измерьте с помощью штангенциркуля или микрометра толщину шнура и вычислите площадь его поперечного сечения S.

3. Подвешивая к шнуру грузы массой 0,1 кг, 0,2 кг, 0,3 кг, измерьте соответствующие абсолютные удлинения шнура: и вычислите относительные удлинения шнура.

4. По результатам измерений вычислите модуль упругости резины Е и оцените погрешности эксперимента.

5. Результаты опытов занесите в отчетную таблицу.

6. Сделайте вывод.

 

Результаты измерений:

 

m0, кг

l0, м

m1, кг

l1, м

m2, кг

l2, м

m3, кг

l3, м

S, м^2

е1, м

е2, м

е3, м

Е

δ, %

Расчеты:

 

 

Вывод:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ответы на вопросы:

1. Каков физический смысл модуля упругости?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Почему при измерениях нельзя допускать раскачивания груза, подвешенного к шнуру?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Зависит ли модуль упругости от сечения образца и его длины?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 Домашняя лабораторная работа № 7

Тема: «Наблюдение процесса кристаллизации»

Цель работы: понаблюдать за процессом кристаллизации поваренной соли.

Оборудование: соль, сосуд с водой, сосновая или еловая ветка.

Теория:

Насыщенный раствор - раствор, в котором растворённое вещество при данных условиях достигло максимальной концентрации и больше не растворяется.

Ненасыщенный раствор- раствор, в котором концентрация растворённого вещества меньше, чем  в насыщенном растворе, и в котором при данных условиях можно растворить ещё некоторое его количество.

Кристаллизация - процесс перехода тела из жидкого состояния в твёрдое, причём оно принимает более или менее правильную геометрическую форму кристалла.

Испарение - физический процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное (пар) с поверхности жидкости.

Порядок выполнения работы:

1. Налить воду в сосуд.

2. Добавлять в него поваренную соль до тех пор, пока она перестанет растворяться.

3. Опустить в сосуд сосновую или еловую ветку.

4. Наблюдать за происходящим процессом.

5. Описать свои наблюдения.

 

Лабораторная работа №8.

Тема: «Изучение закона Ома для участка цепи»

Цель работы: установить на опыте зависимость силы тока от напряжения и сопротивления.

Оборудование: амперметр лабораторный, вольтметр лабораторный, источник питания, набор из трёх резисторов сопротивлениями 1 Ом, 2 Ом, 4 Ом, реостат, ключ замыкания тока, соединительные провода.

Теория

Электрический ток - упорядоченное движение заряженных частиц. Количественной мерой электрического тока служит сила тока I

Графическая зависимость силы тока I от напряжения U - вольт-амперная характеристика

Закон Ома для однородного участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Назван в честь его первооткрывателя Георга Ома.

Порядок выполнения работы

 

1. Для выполнения работы соберите электрическую цепь из источника тока, амперметра, реостата, проволочного резистора сопротивлением 2 Ом и ключа. Параллельно проволочному резистору присоедините вольтметр (см. схему).

2. Опыт 1. Исследование зависимости силы тока от напряжения на данном участке цепи. Включите ток. При помощи реостата доведите напряжение на зажимах проволочного резистора до 1 В, затем до 2 В и до 3 В. Каждый раз при этом измеряйте силу тока и результаты записывайте в табл. 1.

Таблица 1. Сопротивление участка 2 Ом

 

Напряжение, В
Сила тока, А

3. По данным опытов постройте график зависимости силы тока от напряжения. Сделайте вывод.

Вывод:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

4. Опыт 2. Исследование зависимости силы тока от сопротивления участка цепи при постоянном напряжении на его концах. Включите в цепь по той же схеме проволочный резистор сначала сопротивлением 1 Ом, затем 2 Ом и 4 Ом. При помощи реостата устанавливайте на концах участка каждый раз одно и то же напряжение, например, 2 В. Измеряйте при этом силу тока, результаты записывайте в табл 2.

 

Таблица 2. Постоянное напряжение на участке 2 В

 

Сопротивление участка, Ом
Сила тока, А

 

5. По данным опытов постройте график зависимости силы тока от сопротивления. Сделайте вывод.

 

Вывод:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ответы на вопросы:

1. Что такое электрический ток?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

2.  Дайте определение силы тока. Как обозначается? По какой формуле находится?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

3. Какова единица измерения силы тока?

_______________________________________________________________________________________

 

4. Каким прибором измеряется сила тока? Как он включается в электрическую цепь?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

5. Дайте определение напряжения. Как обозначается? По какой формуле находится?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

6. Какова единица измерения напряжения?

_________________________________________________________________________

 

7. Каким прибором измеряется напряжение? Как он включается в электрическую цепь?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

8. Дайте определение сопротивления. Как обозначается? По какой формуле находится?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

9. Какова единица измерения сопротивления?

_________________________________________________________________________

 

10.  Сформулируйте закон Ома для участка цепи.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 

Дополнительные задания

Вариант 1.

1. Сила тока в цепи, содержащей реостат, равна 3,2 А. Напряжение между клеммами реостата 14,4 В. Каково сопротивление той части реостата, в которой существует ток?

Вариант 2.

1. Сила тока в спирали электрической плитки 5,2 А, сопротивление спирали 46 Ом. Определить напряжение, под которым находится спираль.

 

Решение задач:

 

Домашнее задание:

 

1. Рассчитать силу тока в электрической лампе, если напряжение в сети 220 В, а сопротивление спирали лампы 440 Ом.

2. Лампочка для карманного фонаря горит при напряжении 3,5 В и силе тока 0,28 А. Чему равно сопротивление спирали лампочки при горении?

Лабораторная работа №9