Fyzikálne laboratórium 2

Účel práce: naučiť sa merať riadkovou metódou.

Meracím nástrojom v tejto práci je pravítko. Cenu jeho rozdelenia si určíte jednoducho. Typická mierka delenia pravítka je 1 mm. Nie je možné určiť presnú veľkosť akéhokoľvek malého predmetu (napríklad zrnka prosa) jednoduchým meraním pomocou pravítka.

Ak jednoducho aplikujete pravítko na zrno (pozri obrázok), potom môžete povedať, že jeho priemer je väčší ako 1 mm a menší ako 2 mm. Toto meranie nie je veľmi presné. Ak chcete získať presnejšiu hodnotu, môžete použiť iný nástroj (napríklad posuvné meradlo

alebo dokonca mikrometer). Našou úlohou je získať presnejšie meranie pomocou rovnakého pravítka. Ak to chcete urobiť, môžete urobiť nasledovné. Pozdĺž pravítka dáme určitý počet zŕn, aby medzi nimi neboli žiadne medzery.

Takže meriame dĺžku radu zŕn. Zrná majú rovnaký priemer. Preto na získanie priemeru zrna je potrebné rozdeliť dĺžku riadku počtom zŕn v jeho zložkách.

27 mm: 25 kusov = 1,08 mm

Okom je vidieť, že dĺžka radu je o niečo viac ako 27 milimetrov, takže sa dá považovať za 27,5 mm. Potom: 27,5 mm: 25 ks = 1,1 mm

Ak sa prvé meranie líši od druhého o 0,5 milimetra, výsledok sa líši len o 0,02 (dve stotiny!) milimetra. Pre pravítko s hodnotou delenia 1 mm je výsledok merania veľmi presný. Toto sa nazýva riadková metóda.

Príklad práce:

Výpočty:

kde d je priemer

l - dĺžka radu

n - počet častíc v rade

V zložke je 5 laboratórnych prác. Každé dielo obsahuje:

1. Dátum vykonaných prác.

2. Laboratórna práca a jej počet.

3. Názov laboratórnej práce.

4. Účel práce.

5. Zariadenia a materiály.

6. Teoretická časť práce.

7. Výkres alebo schéma inštalácie.

8. Tabuľka výsledkov meraní a výpočtov.

9. Výpočty veličín a chýb.

10. Grafy alebo kresby.

11. Závery.

"10clLR č. 1"

Laboratórna práca č.1 na tému:

„ŠTÚDIUM POHYBU TELA V KRUHU POD pôsobením SILÍ ELASTICITY A GRAVITY“.

Cieľ: určenie dostredivého zrýchlenia gule pri jej rovnomernom pohybe po kružnici.

Vybavenie: statív so spojkou a nohou, krajčírsky meter, kompasy, dynamometer

laboratórium, váhy so závažím, závažie na nitiach, list papiera, pravítko, korok.

Teoretická časť práce.

Experimenty sa vykonávajú s kužeľovým kyvadlom. Malá gulička sa pohybuje po kružnici s polomerom R. V tomto prípade závit AB, ku ktorému je gulička pripevnená, opisuje povrch pravého kruhového kužeľa. Na loptu pôsobia dve sily: gravitačná sila
a napätie nite (obr. a). Vytvárajú dostredivé zrýchlenie smerované pozdĺž polomeru smerom k stredu kruhu. Modul zrýchlenia možno určiť kinematicky. Rovná sa:

.

Na určenie zrýchlenia je potrebné zmerať polomer kruhu a periódu otáčania gule okolo kruhu.

Dostredivé (normálne) zrýchlenie možno určiť aj pomocou zákonov dynamiky.

Podľa druhého Newtonovho zákona
. Poďme rozložiť silu do komponentov a , smerujúce pozdĺž polomeru do stredu kruhu a vertikálne nahor.

Potom je druhý Newtonov zákon napísaný takto:

.

Smer súradnicových osí volíme podľa obrázku b. V projekciách na os O 1 y bude mať pohybová rovnica gule tvar: 0 = F 2 - mg. Preto F 2 \u003d mg: zložka vyrovnáva gravitačnú silu
pôsobiace na loptu.

Druhý Newtonov zákon napíšme v projekciách na os O 1 x: ma n = F 1 . Odtiaľ
.

Modulový komponent F1 možno určiť rôznymi spôsobmi. Po prvé, možno to urobiť z podobnosti trojuholníkov OAB a FBF1:

.

Odtiaľ
a
.

Po druhé, modul zložky F1 možno priamo merať dynamometrom. Za týmto účelom potiahneme guľôčku vodorovne umiestneným silomerom do vzdialenosti rovnajúcej sa polomeru R kružnice (obr. c) a určíme údaj na dynamometri. V tomto prípade elastická sila pružiny vyrovnáva komponent .

Porovnajme všetky tri výrazy pre a n :

,
,
a uistite sa, že sú blízko seba.

Pokrok.

1. Určte hmotnosť gule na váhe s presnosťou na 1 g.

2. Guľu zavesenú na nite pripevnite k nohe statívu pomocou kúska korku.

3 . Na papier nakreslite kruh s polomerom 20 cm. (R = 20 cm = _______ m).

4. Statív s kyvadlom postavíme tak, aby predĺženie šnúry prechádzalo stredom kruhu.

5 . Uchopením nite prstami v bode zavesenia uveďte kyvadlo do rotačného pohybu

cez list papiera tak, aby guľa opisovala rovnaký kruh, aký je nakreslený na papieri.

6. Počítame čas, za ktorý kyvadlo urobí 50 plných otáčok (N = 50).

7. Vypočítajte dobu otáčania kyvadla pomocou vzorca: T = t / N .

8 . Vypočítajte hodnotu dostredivého zrýchlenia pomocou vzorca (1):

=

9 . Určte výšku kužeľového kyvadla (h ). Za týmto účelom zmerajte vertikálnu vzdialenosť od stredu lopty k bodu zavesenia.

10 . Vypočítajte hodnotu dostredivého zrýchlenia pomocou vzorca (2):

=

11. Potiahnite loptu vodorovne pomocou dynamometra do vzdialenosti rovnajúcej sa polomeru kruhu a zmerajte modul komponentu .

Potom vypočítame zrýchlenie pomocou vzorca (3):
=

12. Výsledky meraní a výpočtov sú uvedené v tabuľke.

Polomer kruhu R , m	Rýchlosť N	t , S	Obdobie obehu T = t / N	výška kyvadla h , m	Hmotnosť lopty m , kg	Centrálne zrýchlenie pani 2	Centrálne zrýchlenie pani 2	Centrálne zrýchlenie pani 2

13 . Porovnajte získané tri hodnoty modulu dostredivého zrýchlenia.

__________________________________________________________________________ ZÁVER:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Okrem toho:

Nájdite relatívnu a absolútnu chybu nepriameho merania a u (1) a (3):

Formula 1).
_______; Δa c =
a c = ________;

Vzorec (3).
_________; Δa c =
a c = _______.

STUPEŇ __________

Zobraziť obsah dokumentu
"10clLR č. 2"

Dátum__________ FI______________________________________ Stupeň 10_____

Laboratórna práca č.2 na tému:

„ŠTÚDIA ZÁKONA ZACHOVANIA MECHANICKEJ ENERGIE“.

Cieľ: naučiť sa merať potenciálnu energiu telesa zdvihnutého nad zemou a elasticky deformovanej pružiny; porovnajte dve hodnoty potenciálnej energie systému.

Vybavenie: statív so spojkou a pätkou, laboratórny silomer, pravítko, záťaž o hmotnosti m na nite cca 25 cm, sada kartónu hrúbky cca 2 mm, farba a štetec.

Teoretická časť.

Experiment sa vykonáva so závažím pripevneným k jednému koncu dlhého reťazca l. Druhý koniec nite je pripevnený k háku dynamometra. Ak sa bremeno zdvihne, pružina dynamometra sa nedeformuje a strelka dynamometra ukazuje nulu, pričom potenciálna energia bremena je spôsobená iba gravitáciou. Závažie sa uvoľní a spadne dole, čím sa natiahne pružina. Ak sa nulový bod potenciálnej energie interakcie telesa so Zemou berie ako spodný bod, ktorý dosiahne pri páde, potom je zrejmé, že potenciálna energia telesa v gravitačnom poli sa premení na potenciál energia deformácie pružiny dynamometra:

kde Δl - maximálne predĺženie pružiny, k - jeho tuhosť.

Náročnosť experimentu spočíva v presnom určení maximálnej deformácie pružiny, od r telo sa pohybuje rýchlo.

Pokrok:

P = F T = mg . P = _______________.

Pomocou pravítka zmerajte dĺžku vlákna l na ktorom je pripevnené bremeno. l = _______________.

Naneste trochu farby na spodný koniec závažia.

Zdvihnite náklad až po kotviaci bod.

Uvoľnite závažie a skontrolujte, či na stole nie je farba, aby sa ho závažie pri páde nedotklo.

Experiment opakujte, zakaždým, keď dovtedy umiestnite kartón. Kým sa na vrchnom kartóne neobjavia stopy farby.

Držte bremeno rukou, natiahnite pružinu, kým sa nedotkne vrchnej škatule a zmerajte maximálnu elastickú silu pomocou dynamometra F napr a maximálne predĺženie pružiny pravítka Δ l atď , počítajúc to od nulového dielika dynamometra. F napr = ________________, Δ l atď = ________________.

Vypočítajte výšku, z ktorej náklad padá: h = l + Δl atď (ide o výšku, o ktorú sa posunie ťažisko nákladu).

h = _______________________________________________________________

Vypočítajte potenciálnu energiu zdvihnutého bremena (t. j. pred začiatkom pádu):

__________________________________________________________________

Vypočítajte potenciálnu energiu deformovanej pružiny:

Nahradením výrazu za k do vzorca pre energiu dostaneme:

__________________________________________________________________

Výsledky meraní a výpočtov zapíšte do tabuľky.

Hmotnosť nákladu P, (H)	Dĺžka závitu l , (m)	Maximálne predĺženie pružiny Δ l atď , (m)	Maximálna elastická sila F napr , (H)	Výška, z ktorej náklad padá h = l + Δl (m)	Potenciálna energia zdvíhaného bremena (J)	Energia deformovanej pružiny: , (J)

Porovnajte hodnoty potenciálnej energie v prvom a druhom stave

systémy: _________________________________________________________________________

ZÁVER:

______

Okrem toho:

1. Od čoho závisí potenciálna energia sústavy? ________________________________

2. Od čoho závisí kinetická energia telies? _____________________________

3. Aký je zákon zachovania celkovej mechanickej energie? ___________________

___________________________________________________________________________

4. Rozdiely a podobnosti medzi tiažovou silou a silou pružnosti (definície, značky, smer, merné jednotky v SI).

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

5. Vypočítajte relatívne a absolútne chyby merania energie:

___________; __________;

_________; ________.

6. Vyriešte problém:

Lopta s hmotnosťou 100 g sa vrhá zvisle nahor rýchlosťou 20 m/s. Aká je jeho potenciálna energia v najvyššom bode vzostupu? Odpor vzduchu sa ignoruje.

Dané: SI: Riešenie:

STUPEŇ _____________

Zobraziť obsah dokumentu
"10clLR č. 3"

Dátum__________ FI______________________________________ Stupeň 10_____

Laboratórna práca č.3 na tému:

„EXPERIMENTÁLNE OVERENIE ZÁKONA GAY-LUSSAC“.

Cieľ: experimentálne overiť platnosť vzťahu .

Vybavenie: sklenená trubica, zapečatená na jednom konci, 6600 mm dlhá a 8-10 mm v priemere; valcová nádoba 600 mm vysoká a 40-50 mm v priemere, naplnená horúcou vodou (t ≈ 60 - 80 °C); pohár vody pri izbovej teplote; plastelíny.

Pokyny pre prácu.

Pre plyn danej hmotnosti je pomer objemu k teplote konštantný, ak sa tlak plynu nemení.

Preto objem plynu závisí lineárne od teploty pri konštantnom tlaku: .

Na kontrolu, či je splnený Gay-Lussacov zákon, stačí zmerať objem a teplotu plynu v dvoch stavoch pri konštantnom tlaku a skontrolovať rovnosť. Dá sa to. Použitie vzduchu pri atmosférickom tlaku ako plynu.

Prvý stav: sklenená trubica s otvoreným koncom nahor sa umiestni na 3-5 minút do valcovej nádoby s horúcou vodou (obr.a). V tomto prípade objem vzduchu V 1 sa rovná objemu sklenenej trubice a teplota sa rovná teplote horúcej vody T 1 . Aby sa pri prechode vzduchu do druhého stavu jeho množstvo nezmenilo, otvorený koniec sklenenej trubice v horúcej vode je pokrytý plastelínou. Potom sa skúmavka vyberie z nádoby horúcou vodou a rozmazaný koniec sa rýchlo spustí do pohára vody pri izbovej teplote. (obr. b). Potom sa plastelína odstráni priamo pod vodou. Keď sa vzduch v trubici ochladí, voda v nej bude stúpať. Po zastavení stúpania vody v trubici (obr. c) objem vzduchu v ňom bude V 2 V 1 a tlak p = p bankomat - ρ gh . Aby sa tlak vzduchu v trubici opäť rovnal atmosférickému, je potrebné zväčšiť hĺbku ponorenia trubice do pohára, kým sa hladina vody v trubici a skle nezhoduje. (obr. d). Toto bude druhý stav vzduchu v trubici pri určitej teplote T 2 okolitého vzduchu. Pomer objemov vzduchu v trubici v prvom a druhom stave možno nahradiť pomerom výšok vzduchových stĺpcov v trubici v týchto stavoch, ak je prierez trubice po celej dĺžke konštantný. . Preto je v práci potrebné porovnať pomery

Dĺžka vzduchového stĺpca sa meria pravítkom, teplota teplomerom.

Pokrok:

Uveďte vzduch v trubici do prvého stavu (obr. a):

Zmerajte dĺžku ( l 1 = __________) sklenená trubica.

Nalejte horúcu vodu (t ≈ 60 - 80 °C) do valcovej nádoby.

Ponorte skúmavku (otvoreným koncom hore) a teplomer do nádoby s horúcou vodou na 3-5 minút, kým sa nevytvorí tepelná rovnováha. Merajte teplotu teplomerom ( t 1 = ________) .

Uveďte vzduch v trubici do druhého stavu (obr. b, c a d):

Otvorený koniec skúmavky zatvorte plastelínou, preneste ju spolu s teplomerom do pohára s vodou pri izbovej teplote. Vykonajte merania teploty ( t 2 = ________) , keď sa trubica prestane plniť vodou, po odstránení plastelíny.

Zmerajte dĺžku ( l 2 = __________) vzduchový stĺpec v trubici.

Vyplňte tabuľku číslo 1.

Dĺžka sklenenej trubice l 1 , mm	Dĺžka vzduchového stĺpca v trubici l 2 , mm	Teplota vzduchu v trubici v prvom stave t 1 , °С	Teplota vzduchu v trubici v druhom stave t 2 , °С	Absolútna chyba pravítka Δ a l , mm	Absolútna chyba čítania pravítka Δ O l , mm	Maximálna absolútna chyba pravítka Δ l = Δ a l + Δ O l , mm

Vypočítajte hodnoty T 1 a T 2 pomocou vzorca T(K) =t (°C) + 273 (°C):

T1 \u003d t1 + 273 °C \u003d ______________________; T 2 \u003d t 1 + 273 ° C \u003d ______________________.

Vyplňte tabuľku číslo 2.

Absolútna teplota vzduchu v trubici v prvom stave T 1 , TO	Absolútna teplota vzduchu v trubici v druhom stave T 2 , TO	Absolútna prístrojová chyba teplomera Δ a T = ∆ a t + 273 °C C , TO	Absolútna chyba odčítania teplomera Δ O T = ∆ O t + 273 °C C , TO	Maximálna absolútna chyba teplomera ΔT = Δ a T + Δ O T, TO

Vyplňte tabuľku číslo 3.

	: ,	:		Pomer relatívnych chýb merania : ,	Absolútna chyba merania pomeru :

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

STUPEŇ ____________

Zobraziť obsah dokumentu
"10clLR č. 4"

Dátum__________ FI______________________________________ Stupeň 10_____

Laboratórna práca č.4 na tému:

« ŠTÚDIE SÉRIOVÝCH A PARALELNÝCH ZAPOJENÍ VODIČOV».

Cieľ: skontrolujte nasledujúce pravidlá pripojenia:

Vybavenie : batéria (4,5 V), dva drôtové odpory, ampérmeter, voltmeter, reostat.

Pokrok:

zariadenie	Trieda presnosti voltmetra (na zariadení), K V	Hranica merania voltmetra (na stupnici), U max , V	Hodnota delenia nástroja C , B	Absolútna chyba · V	Relatívna chyba · sto percent %
Voltmeter

Sériové pripojenie vodičov.

( ja bežné = __________), ( ja 1 = ___________), ( ja 2 =___________).

ZÁVER: ___________________________________________ _

__________________________________________________ _

Zmerajte napätie voltmetrom v časti pozostávajúcej z dvoch

odpory (U bežné ) a napätie na koncoch každého rezistora (U 1 , U 2 ).

( U bežné = ____________), ( U 1 = _____________), ( U 2 =____________).

ZÁVER: ____________________________________________________________________

Použitie Ohmovho zákona (ja = U / R → R = U / ja ), určiť impedanciu sekcie (R bežné )

pozostáva z dvoch rezistorov zapojených do série R 1 aR 2 .

R 1 = U 1 / ja 1 = _________________________, R 2 = U 2 / ja 2 = ___________________________.

R=R 1 + R 2 = ________________________________.

ZÁVER:____________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

Na dokončenie tejto laboratórnej položky je potrebná aj spolupráca medzi týmito dvoma tímami. Vykonajte nasledujúce kroky:

1. Odpojte predlžovací kábel zo svorkovnice a pripojte ho k modemu.

2. Skontrolujte, či je telefónny kábel modemu pripojený k telefónnej linke.

3. Pripojte testovacie káble osciloskopu k telefónnej linke.

4. Zapnite modemy v sieti. Skontrolujte, či je jeden z modemov označený ako A a druhý ako B (je potrebné stlačiť príslušné klávesy na prednom paneli modemov). Napíšte, ktorý z modemov je pripojený k počítaču používanému tímom. Modemové pripojenie funguje, keď svietia všetky tri LED diódy na prednej strane modemov.

5. V programe Tera Term nastavte nasledujúce nastavenia sériového portu (menu Nastavenie --> Sériový port): prenosová rýchlosť 300 bit/s, počet dátových bitov - 7 , parita - dokonca, počet stop bitov - 2 . Uistite sa, že sa údaje prenášajú medzi počítačmi.

6. Nastavte osciloskop na meranie striedavého napätia (v menu CH1: "Coupling AC", 1 vertikálny dielik = 500 mV, 1 horizontálny dielik = 1,0 ms).

7. Opravte časové znázornenie signálu na linke počas prenosu z obe strany akýkoľvek znak alebo písmeno, napríklad @. Uložte výsledný obrázok.

8. Prepnite osciloskop do režimu spektrálneho analyzátora - červené tlačidlo MATH MENU, Operation = FFT, 1 dielik 250 Hz.

9. Opravte výkonové spektrum signálu na linke, keď sa neprenášajú žiadne dáta a keď sa na oboch stranách prenáša symbol @. Určite frekvencie dvoch alebo štyroch odlišných píkov a uložte výsledné grafy. Obrázok 3 je malá stopa.

Obrázok 3. Spektrum signálu komunikujúcich modemov V.21

Modem: A alebo B
Nedochádza k prenosu údajov frekvencia 2 vrcholov