Laboratorio de física 2

El propósito del trabajo: aprender a medir usando el método de fila.

La herramienta de medición en este trabajo es una regla. Puede determinar fácilmente el precio de su división. Por lo general, la escala de división de la regla es de 1 mm. Es imposible determinar el tamaño exacto de cualquier objeto pequeño (por ejemplo, un grano de mijo) mediante una simple medición con una regla.

Si simplemente aplica una regla al grano (ver figura), puede decir que su diámetro es más de 1 mm y menos de 2 mm. Esta medida no es muy precisa. Para obtener un valor más preciso, puede usar otra herramienta (por ejemplo, un calibrador

o incluso un micrómetro). Nuestra tarea es obtener una medida más precisa utilizando la misma regla. Para hacer esto, puede hacer lo siguiente. Ponemos una cierta cantidad de granos a lo largo de la regla, para que no haya espacios entre ellos.

Entonces medimos la longitud de una fila de granos. Los granos tienen el mismo diámetro. Por tanto, para obtener el diámetro del grano, es necesario dividir la longitud de la hilera por el número de granos en sus constituyentes.

27 mm: 25 piezas = 1,08 mm

Se puede ver a simple vista que la longitud de la fila es un poco más de 27 milímetros, por lo que se puede considerar 27,5 mm. Entonces: 27,5 mm: 25 piezas = 1,1 mm

Si la primera medida difiere de la segunda en 0,5 milímetros, el resultado difiere en solo 0,02 (¡dos centésimas!) De milímetro. Para una regla con un valor de división de 1 mm, el resultado de la medición es muy preciso. Esto se llama el método de fila.

Ejemplo de trabajo:

Cálculos:

donde d es el diámetro

l - longitud de fila

n - número de partículas en una fila

Hay 5 trabajos de laboratorio en la carpeta. Cada obra contiene:

1. Fecha del trabajo realizado.

2. Trabajo de laboratorio y su número.

3. Nombre del trabajo de laboratorio.

4. El objeto de la obra.

5. Dispositivos y materiales.

6. Parte teórica del trabajo.

7. Plano o esquema de la instalación.

8. Tabla de resultados de medidas y cálculos.

9. Cálculos de cantidades y errores.

10. Gráficos o dibujos.

11. Conclusiones.

"10clLR No. 1"

Trabajo de laboratorio No. 1 sobre el tema:

"ESTUDIO DEL MOVIMIENTO DE UN CUERPO EN CÍRCULO BAJO LA ACCIÓN DE FUERZAS DE ELASTICIDAD Y GRAVEDAD".

Objetivo: determinación de la aceleración centrípeta de una pelota durante su movimiento uniforme en un círculo.

Equipo: trípode con embrague y pie, cinta métrica, brújulas, dinamómetro

laboratorio, balanzas con pesas, peso sobre hilos, hoja de papel, regla, corcho.

Parte teórica del trabajo.

Los experimentos se llevan a cabo con un péndulo cónico. Una pequeña bola se mueve a lo largo de un círculo de radio R. En este caso, el hilo AB, al que está unida la bola, describe la superficie de un cono circular recto. Hay dos fuerzas que actúan sobre la pelota: la fuerza de gravedad
y tensión del hilo (Figura a). Crean aceleración centrípeta. dirigido a lo largo del radio hacia el centro del círculo. El módulo de aceleración se puede determinar cinemáticamente. es igual a:

.

Para determinar la aceleración, es necesario medir el radio del círculo y el período de revolución de la pelota alrededor del círculo.

La aceleración centrípeta (normal) también se puede determinar utilizando las leyes de la dinámica.

Según la segunda ley de Newton
. Descompongamos la fuerza en componentes y , dirigida a lo largo del radio hasta el centro del círculo y verticalmente hacia arriba.

Entonces la segunda ley de Newton se escribe de la siguiente manera:

.

Elegimos la dirección de los ejes de coordenadas como se muestra en la Figura b. En proyecciones sobre el eje O 1 y, la ecuación de movimiento de la pelota tomará la forma: 0 = F 2 - mg. Por lo tanto, F 2 \u003d mg: componente equilibra la fuerza de la gravedad
actuando sobre la pelota.

Escribamos la segunda ley de Newton en proyecciones sobre el eje O 1 x: ma n = F 1 . De aquí
.

El componente de módulo F1 se puede determinar de varias maneras. En primer lugar, esto se puede hacer a partir de la semejanza de los triángulos OAB y FBF 1 :

.

De aquí
y
.

En segundo lugar, el módulo del componente F 1 se puede medir directamente con un dinamómetro. Para hacer esto, tiramos de la bola con un dinamómetro ubicado horizontalmente a una distancia igual al radio R del círculo (Fig. c) y determinamos la lectura del dinamómetro. En este caso, la fuerza elástica del resorte equilibra el componente .

Comparemos las tres expresiones para una n :

,
,
y asegúrese de que estén cerca uno del otro.

Progreso.

1. Determine la masa de la pelota en la balanza al 1 g más cercano.

2. Fije la bola suspendida de un hilo a la pata del trípode con un trozo de corcho.

3 . Dibuja un círculo con un radio de 20 cm en una hoja de papel. (R = 20 cm = _______ m).

4. Posicionamos el trípode con el péndulo de manera que la extensión de la cuerda pase por el centro del círculo.

5 . Tomando el hilo con los dedos en el punto de suspensión, ponga el péndulo en movimiento de rotación

sobre una hoja de papel para que la bola describa el mismo círculo que el dibujado en el papel.

6. Contamos el tiempo durante el cual el péndulo da 50 vueltas completas (norte = 50).

7. Calcular el periodo de revolución del péndulo mediante la fórmula: T = t / norte .

8 . Calcule el valor de la aceleración centrípeta usando la fórmula (1):

=

9 . Determinar la altura del péndulo cónico. (h ). Para ello, mide la distancia vertical desde el centro de la pelota hasta el punto de suspensión.

10 . Calcule el valor de la aceleración centrípeta utilizando la fórmula (2):

=

11. Tire de la bola horizontalmente con un dinamómetro a una distancia igual al radio del círculo y mida el módulo del componente .

Luego calculamos la aceleración usando la fórmula (3):
=

12. Los resultados de las mediciones y los cálculos se ingresan en la tabla.

Radio del círculo R , metro	Velocidad norte	t , Con	Período de circulación T = t / norte	altura del péndulo h , metro	Peso de la bola metro , kg	Aceleración central Sra 2	Aceleración central Sra 2	Aceleración central Sra 2

13 . Compare los tres valores obtenidos del módulo de aceleración centrípeta.

__________________________________________________________________________ CONCLUSIÓN:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Adicionalmente:

Encuentre el error relativo y absoluto de la medición indirecta a u (1) y (3):

Fórmula 1).
_______; Δa c =
un c = ________;

Fórmula (3).
_________; Δa c =
una c = _______.

CALIFICACIÓN _________

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"10clLR No. 2"

Fecha__________ FI_____________________________________ Grado 10_____

Trabajo de laboratorio No. 2 sobre el tema:

"ESTUDIO DE LA LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA".

Objetivo: aprender a medir la energía potencial de un cuerpo elevado sobre el suelo y un resorte deformado elásticamente; comparar dos valores de la energía potencial del sistema.

Equipo: un trípode con embrague y pie, un dinamómetro de laboratorio, una regla, una carga de masa m sobre un hilo de unos 25 cm de largo, un juego de cartón de unos 2 mm de espesor, pintura y un pincel.

Parte teórica.

El experimento se lleva a cabo con un peso atado a un extremo de una cuerda de longitud yo. El otro extremo del hilo está atado a un gancho de dinamómetro. Si se levanta la carga, el resorte del dinamómetro no se deforma y la aguja del dinamómetro muestra cero, mientras que la energía potencial de la carga se debe únicamente a la gravedad. El peso se suelta y cae, estirando el resorte. Si se toma el punto cero de la energía potencial de la interacción del cuerpo con la Tierra como el punto más bajo que alcanza cuando cae, entonces es obvio que la energía potencial del cuerpo en el campo de gravedad se convierte en energía potencial energía de la deformación del resorte del dinamómetro:

donde Δl - extensión máxima del resorte, k - su rigidez.

La dificultad del experimento radica en la determinación exacta de la máxima deformación del resorte, ya que el cuerpo se mueve rápido.

Progreso:

PAGS = F T = miligramos . P = ______________.

Usando una regla, mide la longitud del hilo. yo sobre el que se une la carga. yo = _______________.

Aplique un poco de pintura en el extremo inferior del peso.

Eleve la carga hasta el punto de anclaje.

Suelte el peso y verifique que no haya pintura en la mesa para que el peso no la toque cuando caiga.

Repite el experimento, colocando cada vez cartón hasta entonces. Hasta que aparezcan restos de pintura en el cartón superior.

Sosteniendo la carga con la mano, estire el resorte hasta que toque la caja superior y mida la fuerza elástica máxima con un dinamómetro F ex y regla extensión máxima del resorte Δ yo etc. , contándolo desde la división cero del dinamómetro. F ex = ________________, Δ yo etc. = ________________.

Calcular la altura desde la que cae la carga: h = yo + Δl etc. (esta es la altura a la que se desplaza el centro de gravedad de la carga).

h = ________________________________________________________________

Calcule la energía potencial de la carga levantada (es decir, antes de que comience la caída):

__________________________________________________________________

Calcular la energía potencial del resorte deformado:

Sustituyendo la expresión por k en la fórmula de la energía obtenemos:

__________________________________________________________________

Introduzca los resultados de las mediciones y los cálculos en la tabla.

Peso de la carga PAGS, (H)	Longitud de la rosca yo , (metro)	Extensión máxima del resorte Δ yo etc. , (metro)	Fuerza elástica máxima F ex , (H)	La altura desde la que cae la carga. h = yo + Δl (metro)	Energía potencial de la carga levantada (J)	Energía del resorte deformado: , (J)

Compare los valores de energía potencial en el primer y segundo estado

sistemas: ________________________________________________________________________

CONCLUSIÓN:

______

Adicionalmente:

1. ¿De qué depende la energía potencial del sistema? ______________________________

2. ¿De qué depende la energía cinética de los cuerpos? ___________________________

3. ¿Cuál es la ley de conservación de la energía mecánica total? __________________

___________________________________________________________________________

4. Diferencias y similitudes entre la fuerza de gravedad y la fuerza de elasticidad (definiciones, símbolos, dirección, unidades de medida en el SI).

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

5. Calcular errores relativos y absolutos de medición de energía:

___________; __________;

_________; ________.

6. Resuelva el problema:

Una pelota de 100 g de masa se lanza verticalmente hacia arriba con una velocidad de 20 m/s. ¿Cuál es su energía potencial en su punto más alto de ascenso? Se ignora la resistencia del aire.

Dado: SI: Solución:

CALIFICACIÓN ____________

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"10clLR No. 3"

Fecha__________ FI_____________________________________ Grado 10_____

Trabajo de laboratorio No. 3 sobre el tema:

"UNA VERIFICACIÓN EXPERIMENTAL DE LA LEY DE GAY-LUSSAC".

Objetivo: verificar experimentalmente la validez de la relación.

Equipo: tubo de vidrio, sellado en un extremo, de 6600 mm de largo y 8-10 mm de diámetro; un recipiente cilíndrico de 600 mm de altura y 40-50 mm de diámetro, lleno de agua caliente (t ≈ 60 - 80 °C); un vaso de agua a temperatura ambiente; arcilla de moldear.

Instrucciones para el trabajo.

Para un gas de una masa dada, la relación entre el volumen y la temperatura es constante si la presión del gas no cambia.

Por lo tanto, el volumen de gas depende linealmente de la temperatura a presión constante: .

Para comprobar si se cumple la ley de Gay-Lussac, basta con medir el volumen y la temperatura del gas en dos estados a presión constante y comprobar la igualdad. Se puede hacer. Utilizando aire a presión atmosférica como gas.

Primer estado: el tubo de vidrio con el extremo abierto hacia arriba se coloca durante 3-5 minutos en un recipiente cilíndrico con agua caliente (Fig.a). En este caso, el volumen de aire V 1 es igual al volumen del tubo de vidrio, y la temperatura es igual a la temperatura del agua caliente T 1 . Para que cuando el aire pase al segundo estado, su cantidad no cambie, el extremo abierto del tubo de vidrio en agua caliente se cubre con plastilina. Después de eso, el tubo se retira del recipiente con agua caliente y el extremo untado se sumerge rápidamente en un vaso de agua a temperatura ambiente. (Figura b). Luego, la plastilina se elimina directamente bajo el agua. A medida que el aire en el tubo se enfría, el agua en él subirá. Después del cese de la subida de agua en el tubo. (figura c) el volumen de aire en él será V 2 V 1 , y la presión pags = pags Cajero automático - ρ gh . Para que la presión del aire en el tubo vuelva a ser igual a la atmosférica, es necesario aumentar la profundidad de inmersión del tubo en el vaso hasta que los niveles de agua en el tubo y el vaso sean iguales. (Figura d). Este será el segundo estado del aire en el tubo a una temperatura T 2 aire ambiente. La relación de los volúmenes de aire en el tubo en el primer y segundo estado se puede reemplazar por la relación de las alturas de las columnas de aire en el tubo en estos estados, si la sección transversal del tubo es constante en toda su longitud. . Por lo tanto, en el trabajo es necesario comparar las proporciones.

La longitud de la columna de aire se mide con una regla, la temperatura con un termómetro.

Progreso:

Lleve el aire en el tubo al primer estado (Fig. a):

Medida de longitud ( yo 1 = __________) tubo de vidrio.

Vierta agua caliente (t ≈ 60 - 80 °C) en un recipiente cilíndrico.

Sumerja el tubo (extremo abierto hacia arriba) y el termómetro en un recipiente con agua caliente durante 3 a 5 minutos hasta que se establezca el equilibrio térmico. Tome lecturas de temperatura con un termómetro ( t 1 = ________) .

Lleve el aire en el tubo al segundo estado (Fig. b, c y d):

Cierre el extremo abierto del tubo con plastilina, transfiéralo junto con el termómetro a un vaso de agua a temperatura ambiente. Tomar lecturas de temperatura ( t 2 = ________) , cuando el tubo deja de llenarse de agua, después de quitar la plastilina.

Medida de longitud ( yo 2 = __________) columna de aire en el tubo.

Completa la tabla número 1.

Longitud del tubo de vidrio yo 1 , mm	La longitud de la columna de aire en el tubo. yo 2 , mm	Temperatura del aire en el tubo en el primer estado. t 1 , °C	Temperatura del aire en el tubo en el segundo estado. t 2 , °C	Error de regla absoluta Δ y yo , mm	Error absoluto de lectura de la regla Δ O yo , mm	Error absoluto máximo de la regla Δ yo = Δ y yo + Δ O yo , mm

Calcular valores T 1 y T 2 usando la fórmula T(K) =t (°C) + 273(°C):

T 1 \u003d t 1 + 273 ° C \u003d _____________________; T 2 \u003d t 1 + 273 ° C \u003d _____________________.

Completa la tabla número 2.

La temperatura absoluta del aire en el tubo en el primer estado. T 1 , A	La temperatura absoluta del aire en el tubo en el segundo estado. T 2 , A	Error instrumental absoluto del termómetro. Δ y T = ∆ y t + 273° C , A	Error absoluto de lectura del termómetro. Δ O T = ∆ O t + 273° C , A	Error máximo absoluto del termómetro ΔT = Δ y T + Δ O T, A

Completa la tabla número 3.

	: ,	:		Relación de error de medición relativa : ,	Error de medición de relación absoluta :

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

CALIFICACIÓN ___________

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"10clLR No. 4"

Fecha__________ FI_____________________________________ Grado 10_____

Trabajo de laboratorio No. 4 sobre el tema:

« ESTUDIO DE CONEXIONES SERIE Y PARALELO DE CONDUCTORES».

Objetivo: verifique las siguientes leyes de conexión:

Equipo : batería (4,5 V), resistencias de dos hilos, amperímetro, voltímetro, reóstato.

Progreso:

dispositivo	Clase de precisión del voltímetro (en el dispositivo), k V	Límite de medición del voltímetro (en escala), tu máximo , V	Valor de la división del instrumento C , B	Error absoluto · V	Error relativo · cien% %
Voltímetro

Conexión en serie de conductores.

( I común = __________), ( I 1 = ___________), ( I 2 =___________).

CONCLUSIÓN: _________________________________________ _

__________________________________________________ _

Mida el voltaje con un voltímetro en una sección que consta de dos

resistencias (tu común ) y el voltaje en los extremos de cada resistencia (tu 1 , tu 2 ).

( tu común = ____________), ( tu 1 = _____________), ( tu 2 =____________).

CONCLUSIÓN: ____________________________________________________________________

Usando la Ley de Ohm (I = tu / R → R = tu / I ), determinar la impedancia de la sección (R común )

formado por dos resistencias conectadas en serie R 1 yR 2 .

R 1 = tu 1 / I 1 = ________________________, R 2 = tu 2 / I 2 = ___________________________.

R=R 1 + R 2 = ________________________________.

CONCLUSIÓN:____________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

También se requiere la colaboración entre los dos equipos para completar este elemento de laboratorio. Realice los siguientes pasos:

1. Desconecte el cable de extensión de la placa de terminales y conéctelo al módem.

2. Asegúrese de que el cable telefónico del módem esté conectado a la línea telefónica.

3. Conecte los cables de prueba del osciloscopio a la línea telefónica.

4. Encienda los módems en la red. Verifique que uno de los módems esté designado como A y el otro como B (se deben presionar las teclas correspondientes en el panel frontal de los módems). Anote cuál de los módems está conectado a la computadora utilizada por el equipo. La conexión del módem funciona cuando los tres LED en la parte frontal de los módems están encendidos.

5. En el programa Término Tera establezca la siguiente configuración del puerto serie (menú Configuración --> Puerto serie): tasa de baudios 300 bit/s, número de bits de datos - 7 , paridad - incluso, número de bits de parada - 2 . Asegúrese de que los datos se transfieran entre computadoras.

6. Configure el osciloscopio para medir tensión CA (en el "menú CH1": "Acoplamiento CA", 1 división vertical = 500 mV, 1 división horizontal = 1,0 ms).

7. Fijar la representación temporal de la señal en la línea durante la transmisión desde ambos lados cualquier carácter o letra, como @. Guarde la imagen resultante.

8. Cambie el osciloscopio para que funcione en modo analizador de espectro - botón rojo MENÚ MATEMÁTICO, Operación = FFT, 1 división 250 Hz.

9. Fije el espectro de potencia de la señal en la línea cuando no hay transmisión de datos y cuando el símbolo @ se transmite en ambos lados. Determine las frecuencias de dos o cuatro picos distintos y guarde los gráficos resultantes. La figura 3 es una pequeña pista.

Figura 3. Espectro de señal de módems V.21 en comunicación

Módem: A o B
No se produce transferencia de datos frecuencia de 2 picos