Харківський машинобудівний коледж

ХАРКІВСЬКИЙ МАШИНОБУДІВНИЙ КОЛЕДЖ

Циклова комісія фізики, хімії та природничих дисциплін

 

Загальна фізика

 

Комплект завдань і методичних рекомендацій

для проведення лабораторних робіт

 

Спеціальність 5.05100103 «Механічні вимірювання»

 

Укладач: Міщенко С.Г., викладач вищої категорії

 

Розглянуто та узгоджено на засіданні циклової комісії фізики, хімії та природничих дисциплін

Протокол № 2 від «05» вересня 2013 р.

Голова комісії С.Г. Міщенко

 

Харків

 

зміст

 

Передмова…………………………………………………………………………….…3

Основні правила техніки безпеки при роботі в лабораторії фізики...………………4

Типова інструкція з техніки безпеки для студентів………………………………….5

Відомості про наближені обчислення…………………….………….…….…………6

Вимірювальні прилади…………………………………………………………………8

Динамометр. Амперметр. Вольтметр. Осцилограф.

Визначення ціни поділки шкали засобу вимірювання…………………….………..11

Приклад оформлення лабораторної роботи з фізики……………….………………12

 

Лабораторні роботи

 

1. Вивчення руху тіла по колу під дією декількох сил ……………………………13

2. Визначення прискорення вільного падіння за допомогою

математичного маятника………………………………….…….……………...….17

3. Вимірювання жорсткості пружини ……………………...………..………….…..20

4. Визначення густини деяких речовин…………………………..…….……….…..23

5. Визначення питомої теплоємності плюмбуму на підставах

вимірювання роботи виконаної при її нагріванні ………………….………..…..27

6. Дослідження послідовного та паралельного з’єднання провідників ………..…30

7. Дослідження сили струму і напруги в колах постійного струму …….….……..33

8. Дослідження роздільної здатності ока ………………………………...…………37

9. Спостереження інтерференції та дифракції світла ………………………..…….41

Література………………………………………………………….…………………..45

 

ПЕРЕДМОВА

 

Невід’ємною частиною навчання студентів є лабораторні роботи.

Ці методичні вказівки призначені для використання студентами при підготовці до лабораторних робіт вдома і в період їх безпосереднього виконання.

Головне завдання лабораторних робіт – це вдосконалення і закріплення одержаних знань, вдосконалення практичних навичок, набуття досвіду аналізу результатів досліджень. При правильній організації лабораторні роботи допомагають усвідомити фізичний зміст матеріалу, що вивчається, прищеплюють практичні навички, виховують охайність, відповідальне відношення до справи, ретельне дотримання правил техніки безпеки. Навички та вміння, одержані в процесі виконання лабораторних робіт, допомагають швидше адаптуватися в умовах виробничої діяльності.

При виконанні лабораторних дослідів студенти мають можливість глибше вивчити специфіку різних процесів, наочно переконатись у результатах дослідів, ознайомитися із особливостями перебігу процесів, дати їм теоретичне обґрунтування, одержати навички у проведенні фізичних дослідів. Такий підхід до вивчення теми розвиває логічне мислення, дає можливість самостійно робити висновки, застосовувати теоретичні знання в практичній діяльності, оскільки робота в лабораторії сприяє набуттю практичних вмінь та навичок.

Щоб перевірити свої знання з теми, набуті під час вивчення матеріалу основного курсу, студент для самоконтролю повинен відповісти на контрольні запитання і виконати завдання, наведені до кожної лабораторної роботи. Результатом є допуск до виконання лабораторної роботи.

Приступаючи до виконання лабораторних робіт, студент повинен вивчити правила техніки безпеки (що підтверджує його підпис в журналі техніки безпеки), методику роботи з лабораторним обладнанням, особливо з електричними схемами.

Результати спостережень необхідно занести у звіт, який складає кожен студент після виконання роботи.

При складанні звітів кожен студент повинен вести записи у такій послідовності:

- дата виконання роботи;

- тема лабораторної роботи і її номер;

- мета лабораторної роботи;

- відповіді на запитання і завдання для самоконтролю;

- перелік необхідного обладнання для проведення роботи;

- схема установки;

- виконання роботи (запис проведених дослідів);

- таблиця результатів вимірювань та обчислень (заповнюється в ході роботи);

- обробка результатів вимірювань;

- визначення абсолютної та відносної похибки вимірювань;

- відповіді на контрольні запитання;

- висновки (теоретичне обґрунтування виконаної роботи).

Основні правила технікИ безпеки при роботі

В лабораторії фізики.

Інструкція має сферу застосування для студентів, які виконують лабораторні роботи з предмету “Фізика та астрономія”.

Завідувач лабораторією і лаборант повинні добре знати інструкції з пожежної безпеки.

У лабораторії не дозволяється зберігати запаси пального і вибухонебезпечних речовин (гас, бензин), користатися відкритим полум'ям поблизу судин, що містять (чи містили) вибухонебезпечні речовини, поблизу акумуляторів, що заряджаються.

Під електроплитки при роботі з ними варто підкладати азбестові кола; розпечені після роботи плитки не можна відразу ставити в шафу.

Необхідно стежити за тим, щоб силове й освітлювальне навантаження не перевищували нормального. Перед подачею напруги на робочі місця варто перевірити штепсельні розетки (для попередження короткого замикання).

Як при електромонтажних роботах, так і при проведенні аудиторних і лабораторних занять варто звертати особливу увагу на сполучення проводів. Будь-яке електричне коло, складене учнями, перед приєднанням його до мережі перемінного чи постійного струму повинне бути перевірено викладачем чи лаборантом.

Не дозволяється ставити саморобні запобіжники («жучки») на щитки освітлювальної і силової електропроводок, користатися електрошнурами з ушкодженою ізоляцією.

Категорично забороняється торкатися руками ізольованих проводів і затисків, коли електричне коло знаходиться під напругою.

Хімічні реактиви і різні хімікати варто зберігати в товстостінних скляних банках з добре притертими пробками і написами, зробленими на склі, чи на надійно приклеєних етикетках.

Через украй шкідливу дію ртутних парів на організм людини досліди з ртуттю в середніх спеціальних навчальних закладах не проводяться. Прилади, у яких використовується ртуть, заміняються іншими. Збереження ртуті в навчальних і підсобних приміщеннях лабораторії не повинне допускатися.

Не ставляться також досліди з катодними променями (світіння мінералів під впливом електронних пучків і ін.).

Щоб працююча рентгенівська трубка була безпечною для навколишніх, її потрібно оточити стіною зі свинцевого бариту, а всім оточуючим варто надягти спеціальні захисні костюми і шоломи. Так як технікуми навряд чи можуть забезпечити настільки високий ступінь захисту, демонстрації і лабораторні роботи з рентгенівськими променями в цих навчальних закладах заборонені.

Робота з газом вимагає ряду запобіжних заходів. Найголовніші
з них: а) забезпечити надійну вентиляцію лабораторії і препараторської; б) попередити можливість витоку газу з кранів і труб, що підводять; в) стежити за справністю газових пальників і особливо кранів на робочих столах.

 

ТИПОВА ІНСТРУКЦІЯ З ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ ДЛЯ УЧНІВ

Інструктаж на робочому місці перед виконанням кожної лабораторної роботи проводить викладач.

1. Будьте уважні і дисципліновані, точно виконуйте указівки викладача.

2. Не приступайте до виконання роботи без дозволу викладача.

3. Розміщайте прилади, матеріали, устаткування на своєму робочому місці таким чином, щоб виключити їхнє падіння чи перекидання.

4. Перед виконанням роботи необхідно уважно вивчити її зміст і хід виконання.

5. Для запобігання падіння при проведенні дослідів скляні судини (пробірки, колби) обережно закріплюйте в лапці штатива.

6. При проведенні дослідів не допускайте граничних навантажень вимірювальних приладів. При роботі з приладами зі скла дотримуйтесь особливої обережності. Не виймайте термометри з пробірок із затверділою речовиною.

7. Слідкуйте за справністю всіх кріплень у приладах і пристосуваннях.

8. При використанні мідного купоросу треба бути уважними, щоб не розлити розчин і не зіпсувати одяг та звіт.

9. При зборці експериментальних установок використовуйте провідники (із наконечниками і запобіжними чохлами) з міцною ізоляцією без видимих пошкоджень.

10. Збирання (розбирання) електричного кола можливе лише при вимкненій напрузі.

11. При зборці електричного кола уникайте перетинання проводів; забороняється користуватися провідниками зі зношеною ізоляцією і вимикачами відкритого типу (при напрузі вище 42 В).

12. Джерело струму до електричного кола підключайте в останню чергу. Зібране коло включайте тільки після перевірки і з дозволу викладача. Наявність напруги в колі можна перевіряти тільки приладами чи покажчиками напруги.

13. Не доторкайтеся до елементів кола, що знаходяться під напругою, позбавлених ізоляції. Не виконуйте перез’єднань у колах і зміну запобіжників до відключення джерела електроживлення.

14. Не доторкайтеся до корпусів стаціонарного електроустаткування, до затисків відключених конденсаторів.

15. Користуйтеся інструментами з ізолюючими ручками.

16. По закінченні роботи відключите джерело електроживлення,
після чого розберіть електричне коло.

17. Не залишайте робочого місця без дозволу викладача.

18. Знайшовши несправність в електричних пристроях, що
знаходяться під напругою, негайно відключіть джерело
електроживлення і сповістите про це викладачу.

19. Для приєднання споживачів до мережі користайтеся штепсельними сполуками.

20. При ремонті і роботі електроприладів користуйтеся розетками, гніздами, затисками, вимикачами з невиступаючими контактними поверхнями.

ВИМІРЮВАЛЬНІ ПРИЛАДИ

Динамометри

 

Динамометр трубчастий.

Динамометром користуються для вимірювання сил, що не збігаються з напрямом сили ваги, для демонстрування дослідів додавання сил, що діють по одній прямій, напрямлених під кутом, тощо.

Прилад складається з двох трубок, з'єднаних між собою спіральною пружиною. Одна трубка, меншого діаметра, входить всередину другої. На меншій трубці нанесені кольорові поділки, добре видимі на віддалі, що забезпечує добру наочність. На кінцях трубок закріп­лені гачки.

Динамометри розраховані на силу розтягу до 3 кг.

Динамометр для лабораторних робіт (конструкції Бакушинського).

Динамометр застосовують для лабораторних робіт по вивченню тертя, правила парале­лограма сил, розкладання сил на похилій площині, для градуювання динамометра тощо.

Прилад складається з спіральної пружини з покажчиком і гачком на довгій дротині. Верхній край пружини закріплений на дерев'яній дощечці з шкалою на 400 г (ціна поділки 10 г). На нижній частині дощечки укріплено дротяну скобу, через яку проходить дротина з гачком на кінці. Ця скоба перешкоджає розтягуванню пружини при надмірних наванта­женнях.

 

 

Амперметр.

Амперметр – шкільний вимірювальний прилад електромагнітної системи, призначений для вимірювання постійного струму величиною до 3 А. Прилад використовують для лабораторних робіт. Похибка амперметра – 4 % від найбільшого показу шкали.

Принцип дії приладу заснований на втягуванні в котушку залізного сердечника, насадженого на спільній осі із стрілкою. Кут повороту стрілки залежить від величини струму. Постійний магніт дугоподібної форми повертає стрілку на нуль шкали. Обмотка приладу складається з 20—30 витків проводу діаметром 0,8 – 1 мм,її опір 0,04 – 0,07 Ом. Шкала амперметра нерівномірна. Прилад розміщено у пластмасовому корпусі. Кінці обмотки припаяно до двох клем. Біля клем є позначення «+» і «—» для правильного ввімкнення амперметра в коло.

Щоб уникнути помилки при вимірюванні, не треба розташовувати прилад біля залізних предметів. Прилад треба зберігати у сухому приміщенні з нормальною температурою, необхідно уникати сильних поштовхів і ударів і зберігати амперметр на значній віддалі від сильних магнітних полів. Не дозволяється вмикати прилад у мережу змінного струму.

Вольтметр.

Вольтметр являє собою шкільний вимірювальний прилад електромагнітної системи і використовують його для лабораторних робіт. Межі вимірювання до 8 В. Похибка не перевищує 0,2 В.

Робота приладу базується на взаємодії між магнітним полем двох нерухомих котушок із струмом, залізним сердечником зигзагоподібної форми, розміщеним на одній осі зі стрілкою. При пропусканні струму сердечник намагнічується і втягується всередину котушок повертаючи стрілку на більший чи менший кут. Встановлення стрілки на нульовій поділці шкали здійснюється дугоподібним постійним магнітом. Котушки складаються з великого числа витків діаметром 0,1мм. Загальний опір котушок 150 – 200 Ом. Кінці обмоток відведено до двох клем з позначенням «+» і «–». Прилад змонтований в пластмасовому корпусі і призначений для роботи у горизонтальному положенні.

Прилад треба зберігати у сухому приміщенні з нормальною температурою уникати дії сильних магнітних полів, поштовхів і ударів.

При одночасному користуванні вольтметром і амперметром треба розташувати їх на віддалі більшій 10 см,щоб уникнути похибки у вимірюванні внаслідок взаємодії магнітних полів.

 

 

Лабораторна робота №

Тема:

Мета:

 

відповіді на запитання і завдання для самоконтролю:

 

Обладнання:

 

теоретичні відомості.

 

ХІД роботи.

1.

2.

 

Таблиця вимірювань та обчислень.

№

 

Формули та обчислення

розрахунки, які проводили під час заповнення таблиці.

 

Визначення похибок.

а) абсолютна похибка;

б) відносна похибка.

 

Висновок.

(що вивчали або досліджували у відповідності з метою роботи, які саме вимірювання та обчислення проводили).

 

Контрольні запитання.

Відповіді на контрольні запитання.

 

Лабораторна робота № 1

Тема: ВИвЧЕННЯ руху тіла по колу під дією Декількох Сил.

Мета: навчитись визначати доцентрове прискорення руху тіла по колу за кінематичними величинами, експериментально перевірити правильність другого закону Ньютона для руху по колу.

 

запитання і завдання для самоконтролю:

Білет № 1

1. Назвіть відношення кута обертання радіус-вектора точки за проміжок часу до тривалості цього проміжку.

А/ період; Б/ кутове прискорення; В/ кутова швидкість; Г/ частота; Д/ шлях.

2. Виберіть вираз, яким можна виразити кутову швидкість тіла.

А/ ; Б/ ; В/ ; Г/ ; Д/ .

 

 

3. Виберіть вираз, яким можна виразити нормальне прискорення тіла.

А/ ; Б/ ; В/ ; Г/ ; Д/ .

4. Визначити формулу, яка відповідає рівноприскореному руху (загальний випадок).

А/ ; Б/ ; В/ ; Г/ ; Д/ .

5. Вкажіть, як називається кількість обертів за одиницю часу.

А/ прискорення; Б/ кутова швидкість; В/ період; Г/ частота; Д/ циклічна частота.

Білет № 2

1. Назвіть проміжок часу, за який точка виконує один повний оберт по колу.

А/ період; Б/ кутове прискорення; В/ кутова швидкість; Г/ частота; Д/ шлях.

2. Виберіть вираз, яким можна виразити лінійну швидкість під час руху тіла по колу.

А/ ; Б/ ; В/ ; Г/ ; Д/ .

3. Виберіть вираз, яким можна виразити дотичне прискорення тіла.

А/ ; Б/ ; В/ ; Г/ ; Д/ .

4. Визначити формулу, яка відповідає рівномірному руху.

А/ ; Б/ ; В/ ; Г/ ; Д/ .

5. Вибрати, яка з характеристик рівномірного обертання диска не змінюється при зміні відстані від його центра.

А/ лінійна швидкість; Б/ кутова швидкість; В/ доцентрове прискорення;

Г/ кутове прискорення; Д/ доцентрова сила.

Білет № 3

1. Вкажіть як називають найкоротшу відстань від осі обертання до лінії дії сили.

А/ радіус; Б/ вектор сили; В/ плече сили; Г/ рівнодійна; Д/ момент сили;

2. Виберіть вираз який виражає співвідношення між частотою і періодом обертання.

А/ ; Б/ ; В/ ; Г/ ; Д/ .

3. Виберіть вираз, яким можна виразити кутове прискорення тіла.

А/ ; Б/ ; В/ ; Г/ ; Д/ .

4. Вибрати вираз, який описує силу, що надає тілу доцентрового прискорення.

А/ ; Б/ ; В/ ; Г/ ; Д/ ;

5. Вкажіть, яка сукупність одиниць СІ відповідає одиниці вимірювання сили.

А/ кг·м·с^–1; Б/ кг·м²·с^–1; В/ кг·м·с^–2; Г/ кг·м²·с^–2; Д/ кг·м·с.

 

Обладнання: тягар масою 100г з двома гачками, нитка довжиною близько 1м, штатив з муфтою і затискачем, секундомір або годинник із секундною стрілкою, аркуш паперу з колами радіусами від 5 до 20 см, динамометр.

 

Кулька, підвішена на нитці, обертається в горизонтальній площині по колу радіуса r, виконуючи N обертів за час t. Під дією сил, що діють на кульку (сили тяжіння F1, сили пружності нитки F2), вона набуває доцентрового прискорення: швидкість руху по колу визначається за формулою: , тому , де Т – це період коливань, що визначається за формулою: Необхідно визначити результуючу сили тяжіння кульки і сили пружності нитки, що надає кульці доцентрового прискорення, якщо маса кульки m. Розв’язуючи задачу дістаємо вираз для обчислення сили:

Теоретичні відомості.

 

 

 

 

 

Рис. 1 а

 

 

 

 

 

 

 

 

		Результуючу сили тяжіння і сили натягу нитки можна виміряти безпосередньо динамометром, вимірявши силу прикладену до кульки в горизонтальному напрямі, якщо кульку відхилити на такий саме кут, як і під час її обертання по колу мал. 2.

 

Рис. 2

 

 

ХІД РОБОТИ

1. Зібрати прилад, як показано на мал. 1 а.: закріпити у штативі тіло на нитці довжиною близько 50см так, щоб тіло ледве не доторкалося стола; на стіл покласти аркуш паперу з намальованими колами так, щоб центр кола був під центром тіла.

2. Затиснути пальцями нитку біля точки підвісу і розкрутити тіло на нитці так, щоб воно рівномірно рухалося по радіусу обраного кола.

3. Визначити час за який тіло робить близько 30 повних обертів по колу радіуса r.

4. За допомогою лінійки визначити радіус кола по якому обертається тіло. За допомогою терезів визначити масу тіла.

5. Дослід повторити для інших радіусів обертання.

6. Виміряйте рівнодіючу сил, які надають тілу доцентрового прискорення за допомогою динамометру.

7. За результатами вимірювань обчисліть добуток маси тіла на доцентрове прискорення.

8. Порівняйте результат обчислення з проміжком значень, який має результуюча сила за результатом прямого вимірювання результуючої сили тяжіння та сили натягу нитки, які надали тілу доцентрового прискорення, і зробіть висновок.

9. Результати вимірювань та обчислень записати у таблицю.

 

таблиця вимірювань та обчислень

№	m, кг	r, м	N	t, c	tср, c	T, c	а, м/с^2	аср,м/с^2	Fв	m·aср	Ε, %

 

формули та обчислення.

1. 2. 3.

4. 5.

 

визначення похибок.

1. Відносна похибка: ; , де Δr = 1мм, Δt = 0,1с

2. Абсолютна похибка:

3. Кінцевий результат

Складіть загальний висновок до проведеної лабораторної роботи.

 

контрольні запитання.

1. Дайте означення прискоренню. Куди напрямлено доцентрове прискорення?

2. Чи співпадають за напрямком швидкість, прискорення та сила, що діє на тіло?

3. Що таке період коливань?

4. Сформулюйте ІІ закон Ньютона.

5. Розв’яжіть задачу:

Вогнегасник, повна вага якого 20 Н, викидає щосекунди 200 г піни з швидкістю 20 м/с. Визначити силу, з якою людина повинна утримувати його, щоб приведений в дію пристрій зберігав вертикальне положення.

 

 

Лабораторна робота № 2

Тема: Визначення прискорення вільного падіння за допомогою математичного маятника.

Мета: експериментально визначити прискорення вільного падіння на основі малих коливань математичного маятника.

 

запитання і завдання для самоконтролю:

Білет № 1

1. Положення, за яким матеріальна точка зберігає стан спокою або рівномірного руху, поки зовнішні зусилля не змінять цього стану, визначає...

А/ рівномірний рух; Б/ стан спокою; В/ І закон Ньютона;

Г/ відносний рух; Д/ ІІІ закон Ньютона.

2. Прискорення, яке надає тілу сила ваги називається...

А/ доцентрове; Б/ дотичне; В/ вільного падіння;

Г/ власне; Д/ прискорення тяжіння.

3. Назвіть вид рівноваги, при якій при малому відхиленні тіла від положення рівноваги виникає сила, що прагне повернути тіло у вихідний стан.

А/ стійка; Б/ байдужа; В/ нестійка; Г/ повертаюча; Д/ небайдужа.

4. Вкажіть, як називають рух, при якому будь-який відрізок, що з’єднує дві точки тіла, залишається паралельним сам собі.

А/ обертальним; Б/ поступальним; В/ рівномірним;

Г/ криволінійним; Д/ прямолінійним.

5. Виберіть вираз, яким виражають силу притяжіння тіла до Землі.

А/ ; Б/ ; В/ ; Г/ ; Д/ .

Білет № 2

1. Положення, за яким, якщо на матеріальну точку одночасно діють декілька сил, то кожна з них надає точці таке саме прискорення, що і за відсутності сил, визначає...

А/ І закон Ньютона; Б/ ІІІ закон Ньютона; В/ принцип суперпозиції сил;

Г/ закон складання швидкостей; Д/ ІІ закон Ньютона.

2. Назвіть фізичну величину, яка є мірою інертності тіла при поступальному русі.

А/ прискорення; Б/ швидкість; В/ маса; Г/ сила; Д/ робота.

3. Назвіть вид рівноваги, при якій при малому відхиленні тіла від положення рівноваги виникає сила, що прагне збільшити це відхилення.

А/ стійка; Б/ байдужа; В/ нестійка; Г/ повертаюча; Д/ небайдужа.

4. Назвіть вид руху, при якому тіло рухається по прямій і його швидкість за рівні проміжки часу збільшується на одну і ту ж величину.

А/ прямолінійний рівномірний; Б/ прямолінійний рівноприскорений;

В/ прямолінійний, рівносповільнений; Г/ криволінійний, рівномірний;

Д/ рівномірний рух по колу.

5. Виберіть вираз, за яким можна обчислити прискорення вільного падіння.

А/ ; Б/ ; В/ ; Г/ ; Д/ .

Білет № 3

1. Назвіть властивість тіла зберігати свою швидкість незмінною при відсутності взаємодії з іншими тілами.

А/ гравітація; Б/ інертність; В/ тяжіння; Г/ пружність; Д/ тертя.

2. Назвіть рух тіла у безповітряному просторі під дією при тяжіння Землі.

А/ вільний; Б/ власний; В/ вільне падіння; Г/ гравітаційний; Д/ доцентровий.

3.Назвіть вид рівноваги, коли при малому відхиленні тіло залишається в рівновазі.

А/ стійка; Б/ байдужа; В/ нестійка; Г/ повертаюча; Д/ небайдужа.

4. Назвіть вид руху, при якому тіло за будь-які рівні проміжки часу виконує однакові переміщення..

А/ прямолінійний рівномірний; Б/ прямолінійний рівноприскорений;

В/ прямолінійний, рівносповільнений; Г/ криволінійний, рівномірний;

Д/ рівномірний рух по колу.

5. Виберіть вираз, яким виражають закон всесвітнього тяжіння.

А/ ; Б/ ; В/ ; Г/ ; Д/ .

 

Обладнання: математичний маятник; вимірювальна лі­нійка; штангенциркуль; лічильник-секундомір.

 

Теоретичні відомості

Математичний маятник складається з довгої нерозтяжної і невагомої нитки та невеликої кульки, масу якої можна вважати зосередженою в центрі.

Вчені Галілей, Ньютон та Бессель встановили наступні закони коливання математичного маятника:

1) період коливання математичного маятника не залежить від його маси і від амплітуди, якщо кут розмаху не перевищує 6º.

2) період коливань математичного маятника прямо пропорційний квадратному кореню з довжини маятника і обернено пропорційний квадратному кореню з прискорення вільного падіння.

На основі цих законів записують формулу для періоду коливань математичного маятника

, (1)

де Т – період коливань,

l – довжина маятника,

g – прискорення вільного падіння.

З формули (1) знаходимо прискорення вільного падіння (2)

Довжина математичного маятника l складається з довжини нерозтяжної нитки l ₁ (вимірюється лінійкою) і половини діаметра d кульки (вимірюється штангенциркулем), тобто (3)

Період коливань математичного маятника Т визначається шля­хом вимірювання секундоміром часу t для n повних коливань, а саме (4)

Підставивши значення (3) і (4) в (2), отримаємо робочу фор­мулу для визначення прискорення вільного падіння:

(5)

 

ХІД РОБОТИ.

1. Штангенциркулем виміряти діаметр d кульки і за допомо­гою лінійки та гвинта А (див.рис.) встановити довжину нитки l ₁ = 80 см.

2. Надати маятнику коливань, відхиливши його від положен­ня рівноваги на кут α = 3—5°. Пропустити декілька коливань і з рахунком «нуль» включити секундомір та визначити час t для n = 100 коливань.

 

A

 

α

 

l ₁ l

 

d

 

3. Дослід повторити ще двічі для l = 90 см, l = 100см.

4. Зі всіх знайдених значень прискорення вільного падіння обчислити середнє.

5. Результати вимірювань і обчислень записати у таблицю.

6. Обчислити абсолютну та відносну похибки.

 

таблиця вимірювань та обчислень

№	d, м	l 1, м	t, с	n	g, м/с^2	Δg, м/с^2	E, %

 

формули та обчислення.

 

визначення похибок.

1. – абсолютна похибка вимірювань;

2. – відносна похибка вимірювань.

g_таб. = 9,81 м/с².

Складіть загальний висновок до проведеної лабораторної роботи.

 

контрольні запитання.

1. Що називають прискоренням вільного падіння?

2. Чи буде прискорення вільно падіння однаковим в залежності від місця знаходження тіла, на екваторі і на полюсі?

3. Який рух називають коливальним?

4. Введіть залежність прискорення вільного падіння від висоти над рівнем моря.

Як буде змінюватись період коливань відерка з водою, яке підвішене на довгому шнурі, якщо з отвору в його дні поступово буде витікати вода?

Лабораторна робота № 3

Тема: вимірювання жорсткості пружини

Мета: знайти жорсткість пружини з вимірів подовження пружини при різних значеннях сили ваги.

 

запитання і завдання для самоконтролю:

Білет № 1

1. Назвіть енергію, яку тіла мають внаслідок свого руху.

А/ кінетична; Б/ потенціальна; В/ механічна; Г/ гравітаційна; Д/ динамічна.

2. Визначити, як в основних одиницях СІ виражається одиниця вимірювання потужності.

А/ кг·м·с^–2; Б/ кг·м²·с^–2; В/ кг·м²·с^–1; Г/ кг·м^–1·с^–2; Д/ кг·м²·с^–3.

3. Виберіть співвідношення, яким можна виразити потенціальну енергію пружно деформованого тіла.