Fisika visual memberi guru kesempatan untuk menemukan metode pengajaran yang paling menarik dan efektif, menjadikan kelas lebih menarik dan intens.

Keunggulan utama fisika visual adalah kemampuannya untuk mendemonstrasikan fenomena fisik dari sudut pandang yang lebih luas dan mempelajarinya secara komprehensif. Setiap karya mencakup sejumlah besar materi pendidikan, termasuk dari berbagai cabang fisika. Hal ini memberikan banyak peluang untuk mengkonsolidasikan hubungan interdisipliner, untuk menggeneralisasi dan mensistematisasikan pengetahuan teoritis.

Pekerjaan interaktif dalam fisika hendaknya dilaksanakan dalam pembelajaran berupa workshop pada saat menjelaskan materi baru atau pada saat menyelesaikan pembelajaran suatu topik tertentu. Pilihan lainnya adalah melakukan pekerjaan di luar jam sekolah, di kelas individu pilihan.

Fisika maya(atau fisika daring) adalah arah unik baru dalam sistem pendidikan. Bukan rahasia lagi bahwa 90% informasi masuk ke otak kita melalui saraf optik. Dan tidak mengherankan bahwa sampai seseorang melihat sendiri, dia tidak akan dapat memahami dengan jelas sifat fenomena fisik tertentu. Oleh karena itu, proses pembelajaran harus didukung dengan materi visual. Dan sungguh menakjubkan ketika Anda tidak hanya dapat melihat gambar statis yang menggambarkan fenomena fisik apa pun, tetapi juga melihat fenomena tersebut dalam keadaan bergerak. Sumber daya ini memungkinkan guru, dengan cara yang mudah dan santai, untuk mendemonstrasikan dengan jelas tidak hanya pengoperasian hukum dasar fisika, tetapi juga akan membantu melakukan pekerjaan laboratorium online dalam fisika di sebagian besar bagian kurikulum pendidikan umum. Jadi, misalnya, bagaimana Anda bisa menjelaskan dengan kata-kata prinsip pengoperasian sambungan pn? Hanya dengan menunjukkan animasi proses ini kepada seorang anak, segala sesuatunya segera menjadi jelas baginya. Atau Anda dapat dengan jelas menunjukkan proses transfer elektron ketika kaca bergesekan dengan sutra, dan setelah itu anak akan memiliki lebih sedikit pertanyaan tentang sifat fenomena ini. Selain itu, alat bantu visual mencakup hampir semua bagian fisika. Jadi misalnya mau menjelaskan mekanismenya? Tolong, berikut ini animasi yang menunjukkan hukum kedua Newton, hukum kekekalan momentum pada tumbukan benda, gerak benda melingkar karena pengaruh gravitasi dan elastisitas, dll. Jika Anda ingin mempelajari bagian optik, tidak ada yang lebih mudah! Eksperimen pengukuran panjang gelombang cahaya dengan menggunakan kisi difraksi, pengamatan spektrum emisi kontinu dan garis, pengamatan interferensi dan difraksi cahaya, dan masih banyak eksperimen lainnya ditampilkan dengan jelas. Bagaimana dengan listrik? Dan pada bagian ini cukup banyak diberikan alat peraga, misalnya saja ada percobaan untuk mempelajari hukum Ohm untuk rangkaian lengkap, penelitian koneksi konduktor campuran, induksi elektromagnetik, dll.

Dengan demikian, proses belajar dari “tugas wajib” yang biasa kita semua lakukan akan berubah menjadi sebuah permainan. Anak akan tertarik dan menyenangkan melihat animasi fenomena fisik, dan ini tidak hanya mempermudah, tetapi juga mempercepat proses belajar. Antara lain, dimungkinkan untuk memberikan anak lebih banyak informasi daripada yang dapat diterimanya dalam bentuk pendidikan biasa. Selain itu, banyak animasi yang sepenuhnya dapat menggantikan animasi tertentu instrumen laboratorium, sehingga sangat ideal untuk banyak sekolah di pedesaan, yang sayangnya tidak selalu memungkinkan untuk menemukan elektrometer Brown sekalipun. Apa yang bisa saya katakan, banyak perangkat yang tidak ada bahkan di sekolah biasa di kota besar. Mungkin dengan memasukkan alat bantu visual seperti itu ke dalam program wajib belajar, setelah lulus sekolah kita akan mendapatkan orang-orang yang tertarik pada fisika, yang pada akhirnya akan menjadi ilmuwan muda, beberapa di antaranya akan mampu membuat penemuan-penemuan hebat! Dengan cara ini, era ilmiah para ilmuwan besar dalam negeri akan dihidupkan kembali dan negara kita akan kembali, seperti di masa Soviet, menciptakan teknologi unik yang lebih maju dari zamannya. Oleh karena itu, menurut saya sumber daya tersebut perlu dipopulerkan semaksimal mungkin, untuk diinformasikan tidak hanya kepada guru, tetapi juga kepada anak sekolah itu sendiri, karena banyak dari mereka yang akan tertarik untuk belajar. fenomena fisik tidak hanya dalam pelajaran di sekolah, tetapi juga di rumah di waktu luang mereka, dan situs ini memberi mereka kesempatan seperti itu! Fisika online itu menarik, mendidik, visual dan mudah diakses!

Materi pada bagian “Mekanika dan Fisika Molekuler” (1 semester) untuk mahasiswa tahun 1 (1 semester) AVTI, IRE, IET, IEE, InEI (IB)

Materi pada bagian “Listrik dan Magnet” (semester 2) untuk mahasiswa tahun 1 (semester 2) AVTI, IRE, IET, IEE, InEI (IB)

Materi pada bagian “Optika dan Fisika Atom” (semester 3) untuk mahasiswa tahun ke 2 (semester 3) AVTI, IRE, IET, IEE dan tahun ke 3 (semester 5) InEI (IB)

Materi semester 4

Daftar pekerjaan laboratorium untuk mata kuliah fisika umum
Mekanika dan fisika molekuler
1. Kesalahan pengukuran fisik. Mengukur volume silinder.
2. Penentuan massa jenis zat dan momen inersia silinder dan cincin.
3. Kajian hukum kekekalan tumbukan bola.
4. Kajian hukum kekekalan momentum.
5. Penentuan kecepatan peluru dengan metode pendulum fisis.
6. Penentuan gaya tahanan tanah rata-rata dan kajian tumbukan inelastis suatu beban dan tiang dengan menggunakan model penggerak tiang.
7. Kajian dinamika gerak rotasi suatu benda tegar dan penentuan momen inersia pendulum Oberbeck.
8. Kajian dinamika gerak bidang pendulum Maxwell.
9. Penentuan momen inersia roda gila.
10. Penentuan momen inersia pipa dan kajian teorema Steiner.
11. Kajian dinamika gerak translasi dan rotasi menggunakan alat Atwood.
12. Penentuan momen inersia bandul fisis datar.
13. Penentuan panas spesifik kristalisasi dan perubahan entropi selama pendinginan paduan timah.
14. Penentuan massa molar udara.
15. Penentuan perbandingan kapasitas panas Cp/Cv gas.
16. Penentuan jalur bebas rata-rata dan diameter efektif molekul udara.
17. Penentuan koefisien gesekan dalam suatu fluida dengan metode Stokes.
Listrik dan magnet
1. Studi medan listrik menggunakan rendaman elektrolit.
2. Penentuan kapasitansi listrik suatu kapasitor menggunakan galvanometer balistik.
3. Skala tegangan.
4. Penentuan kapasitansi kabel koaksial dan kapasitor pelat sejajar.
5. Kajian sifat dielektrik zat cair.
6 Penentuan konstanta dielektrik dielektrik cair.
7. Kajian gaya gerak listrik dengan metode kompensasi.
8 Penentuan induksi medan magnet oleh generator pengukur.
9. Mengukur induktansi sistem kumparan.
10. Studi proses transien pada rangkaian dengan induktansi.
11. Pengukuran induktansi timbal balik.
12. Kajian kurva magnetisasi besi dengan metode Stoletov.
13. Pengenalan osiloskop dan mempelajari loop histeresis.
14. Penentuan muatan spesifik suatu elektron dengan metode magnetron.
Optik gelombang dan kuantum
1. Mengukur panjang gelombang cahaya menggunakan biprisma Fresnel.
2. Penentuan panjang gelombang cahaya dengan metode cincin Newton.
3. Penentuan panjang gelombang cahaya menggunakan kisi difraksi.
4. Kajian difraksi pada sinar sejajar.
5. Studi dispersi linier perangkat spektral.
6. Kajian difraksi Fraunhofer pada celah satu dan dua.
7. Verifikasi eksperimental hukum Malu.
8. Kajian spektrum emisi linier.
9 Studi tentang sifat-sifat radiasi laser.
10 Penentuan potensi eksitasi atom menggunakan metode Frank dan Hertz.
11. Penentuan celah pita silikon berdasarkan batas merah efek fotolistrik internal.
12 Penentuan batas merah efek fotolistrik dan fungsi kerja elektron dari suatu logam.
13. Mengukur suhu filamen lampu menggunakan pirometer optik.

KATA PENGANTAR

Publikasi tersebut berisi pedoman untuk melakukan pekerjaan laboratorium di bidang fisika. Uraian setiap karya terdiri atas bagian-bagian sebagai berikut: judul karya; tujuan kerja; instrumen dan aksesoris; pola yang diteliti; petunjuk melakukan observasi; tugas mengolah hasil; pertanyaan kontrol.

Tugas persiapan kerja

Saat mempersiapkan diri untuk bekerja, siswa harus:

1) pelajari deskripsi pekerjaan dan pikirkan jawaban atas pertanyaan keamanan;

2) mempersiapkan bagian pengantar laporan: halaman judul, judul karya, tujuan karya, uraian (diagram atau sketsa) tatanan laboratorium dan uraian singkat pola yang dipelajari;

3) menyiapkan protokol observasi.

Protokol observasi memuat: judul karya; tabel yang diisi selama bekerja; informasi tentang siswa (nama lengkap, nomor kelompok). Bentuk tabel dikembangkan oleh siswa secara mandiri.

Protokol observasi dan laporan laboratorium tersusun rapi pada salah satu sisi kertas A4.

1) halaman judul;

2) bagian pengantar: judul karya, tujuan karya, instrumen dan aksesori, ringkasan bagian dari petunjuk metodologis “pola penelitian”;

3) bagian perhitungan sesuai dengan “tugas pengolahan hasil”;

4) kesimpulan dari pekerjaan tersebut.

Perhitungan harus dirinci dan dilengkapi dengan komentar yang diperlukan. Hasil penghitungan, jika memungkinkan, dirangkum dalam sebuah tabel. Gambar dan grafik dibuat dengan pensil di atas kertas grafik.

BEKERJA 1.1. KAJIAN GERAK BADAN PADA MEDIUM DISSIPATIF

Perangkat dan aksesori: bejana berisi cairan uji; bola dengan massa jenis lebih besar dari massa jenis cairan; stopwatch; bilah skala.

Tujuan pekerjaan: mempelajari gerak suatu benda dalam medan gaya seragam dengan adanya hambatan lingkungan dan menentukan koefisien gesekan internal (viskositas) medium.

Pola yang sedang dipelajari

Pergerakan suatu benda dalam zat cair kental. Sebuah bola padat berukuran cukup kecil yang jatuh ke dalam cairan kental dikenai tiga gaya (Gbr. 1):

1) gravitasi mg = 4 3 r 3 πρ g, dimana r adalah jari-jari bola; ρ – kepadatannya;

2) gaya apung Archimedes F a = 4 3 r 3 πρ c g , dimana ρ c adalah massa jenis zat cair;

3) gaya resistensi sedang (gaya Stokes)

Fc = 6 πη rv ,

dimana η adalah koefisien viskositas fluida; v adalah kecepatan bola jatuh.

Rumus (1.1) berlaku untuk bola padat yang bergerak dalam cairan homogen dengan kecepatan rendah, asalkan jarak ke batas cairan jauh lebih besar daripada diameter bola. Kekuatan yang dihasilkan

F = 4 3 r 3 π(ρ−ρc ) g −6 πηrv .

Ketika ρ > ρ c, pada tahap awal gerak, sedangkan kecepatan v kecil, bola akan jatuh dengan percepatan. Setelah mencapai kecepatan tertentu v ∞ yang dihasilkan

gaya menjadi nol, pergerakan bola menjadi seragam. Kecepatan gerak beraturan ditentukan dari kondisi F = 0, yang menghasilkan v ∞:

v ∞ =	2 r 2 gram	ρ − ρc

Ketergantungan kecepatan terhadap waktu v(t) pada semua tahap pergerakan dijelaskan oleh ekspresi

v (t ) = v ∞ (1 − e − t τ ) ,

yang diperoleh setelah mengintegrasikan persamaan gerak bola dan mensubstitusi kondisi awal. Waktu τ selama benda dapat mencapai kecepatan stasioner v ∞, bergerak dipercepat secara beraturan dengan percepatan yang sama dengan percepatan awal

disebut waktu relaksasi (lihat Gambar 2). Setelah secara eksperimental menentukan kecepatan stabil v ∞ dari jatuhnya bola secara seragam, kita dapat mencari koefisien viskositas cairan

η =	2r 2 (ρ − ρ c )g			η =		(1 −
					3 π Dv∞
	9v∞

dimana D adalah diameter bola, m = π 6 ρ D 3 adalah massanya.

Koefisien viskositas η secara numerik sama dengan gaya gesekan antara lapisan cairan atau gas yang berdekatan dengan satuan luas kontak antar lapisan dan satuan gradien kecepatan dalam arah tegak lurus lapisan. Satuan viskositas adalah 1 Pa s = 1 N s/m2.

Kehilangan energi dalam sistem disipatif. Dalam keadaan stabil, pergerakannya

Dalam hal ini, gaya gesekan dan gaya gravitasi (dengan memperhitungkan gaya Archimedes) adalah sama satu sama lain dan kerja gravitasi berubah sepenuhnya menjadi panas, dan terjadi disipasi energi. Tingkat disipasi energi (kehilangan daya) dalam keadaan stabil

temukan sebagai P ∞ = F 0 v ∞ , dimana F 0 = m a 0 = m v ∞ / τ ; Dengan demikian

P ∞ = m v ∞ 2 / τ .

Petunjuk untuk melakukan observasi

Benda yang geraknya dipelajari adalah bola baja (ρ = 7,9.10–3 kg/cm3) yang diameternya diketahui, dan medianya adalah cairan kental (berbagai minyak). Sebuah bejana berbentuk silinder dengan timbangan diisi dengan cairan, di mana dua tanda melintang ditandai pada tingkat yang berbeda. Dengan mengukur waktu jatuhnya bola sepanjang lintasan ∆ l dari satu titik ke titik lainnya, kecepatan rata-rata bola dapat dicari. Nilai yang ditemukan adalah nilai kecepatan v ∞ keadaan tunak jika jarak dari titik puncak ke permukaan cairan melebihi jalur relaksasi l τ = v ∞ τ / 2, yang dilakukan dalam pekerjaan ini.

1. Catat diameter bola, massa jenis zat cair yang diteliti, dan massa jenis bahan bola dalam protokol pengamatan. Hitung massa bola dan catat hasilnya dalam protokol observasi. Siapkan 5 bola untuk pengukuran.

2. Turunkan bola secara bergantian ke dalam cairan melalui pipa saluran masuk dengan kecepatan awal nol, ukur waktu dengan stopwatch t mengoper setiap bola

jarak ∆ l antara tanda di kapal. Masukkan hasilnya ke dalam tabel.

3. Ukur jarak ∆ l antar tanda. Catat hasilnya dalam protokol observasi.

Tugas pemrosesan hasil

1. Penentuan waktu relaksasi. Dengan menggunakan data yang diperoleh, hitunglah kecepatan v untuk setiap bola. Hitung percepatan awal menggunakan rumus a 0 = g (1 – ρ c / ρ ).

Untuk salah satu bola (mana saja), perkirakan waktu relaksasi τ = v ∞ / a 0 . Dengan menggunakan rumus (1.2) plot ketergantungan v (t) untuk selang waktu 0< t < 4τ через интервал 0.1 τ . Проанализировать, является ли движение шарика установившимся к моменту прохождения им первой метки, для чего оценить путь релаксации по формуле l τ = v ∞ τ .

2. Penilaian disipasi energi. Hitung gaya rugi-rugi gesekan pada gerak tetap bola, berdasarkan hasil pengamatan gerak yang ditentukan waktu relaksasinya.

3. Penentuan koefisien gesekan dalam . Berdasarkan kecepatan gerak masing-masing bola, tentukan koefisien gesekan dalam (η ) cairan. Hitung rata-rata dan kesalahan kepercayaan∆η .

Pertanyaan keamanan

1. Media apa yang disebut disipatif?

2. Tuliskan persamaan gerak suatu benda dalam medium disipatif.

3. Apa yang disebut waktu relaksasi, dan bergantung pada parameter tubuh dan lingkungan apa?

4. Bagaimana waktu relaksasi berubah seiring dengan perubahan massa jenis medium?

BEKERJA 2.1. PENENTUAN MOMEN INERTIA PENDULUM OBERBECK

Perangkat dan aksesori: Pendulum Oberbeck, set beban, stopwatch, penggaris timbangan.

Tujuan pekerjaan: mempelajari hukum gerak rotasi pada pendulum Oberbeck berbentuk salib, menentukan momen inersia bandul dan momen gaya gesek.

Pendulum Oberbeck adalah perangkat meja (Gbr. 1). Tiga

tanda kurung: 2 atas, 3 tengah, 4 bawah. Posisi semua tanda kurung pada dudukan vertikal ditetapkan dengan ketat. Sebuah balok 5 dipasang pada braket atas 2 untuk mengubah arah pergerakan ulir 6, dari mana beban 8 ditangguhkan. Rotasi balok 5 dilakukan dalam rakitan bantalan 9, yang memungkinkan untuk dikurangi gesekan. Sebuah elektromagnet (14) dipasang pada braket tengah (3), yang, dengan menggunakan kopling gesekan, ketika tegangan diterapkan padanya, menjaga sistem dengan beban tetap diam. Pada braket yang sama terdapat rakitan bantalan 10, pada sumbunya katrol dua kecepatan 13 dipasang di satu sisi (memiliki alat untuk mengencangkan ulir 6). Di ujung sumbu yang lain terdapat sebuah salib, yang terdiri dari empat batang logam yang diberi tanda setiap 10 mm dan dipasang pada bos 12 tegak lurus satu sama lain. Pada setiap batang, beban II dapat dipindahkan dan dipasang dengan bebas, yang memungkinkan untuk mengubah momen inersia pendulum secara bertahap.

Sensor fotolistrik (15) dipasang pada braket bawah (4), yang menghasilkan sinyal listrik ke stopwatch (16) untuk mengakhiri penghitungan interval waktu. Peredam kejut karet (17) dipasang pada braket yang sama, tempat beban mengenai saat berhenti.

Pendulum dilengkapi dengan penggaris berukuran 18 mm yang digunakan untuk menentukan posisi awal dan akhir beban.

Instalasi ini memungkinkan verifikasi eksperimental hukum dasar dinamika gerak rotasi M = I ε. Pendulum yang digunakan dalam pekerjaan ini adalah ayunan

sebuah vik, yang diberi bentuk salib (Gbr. 2). Beban bermassa m f dapat bergerak sepanjang empat batang yang saling tegak lurus. Ada katrol pada sumbu umum; seutas benang dililitkan di sekelilingnya, dilemparkan ke atas balok tambahan, dan satu set beban m i diikatkan pada ujungnya. Di bawah aksi beban jatuh m i

benang terlepas dan membuat roda gila menjadi gerakan dipercepat secara seragam. Gerak sistem digambarkan dengan persamaan berikut:

mi a = mig – T1 ;
(T 1 – T 2) r 1 – M tr 0 = Saya 1ε 1,
T 2r 2 – M tr = Saya 2ε 2;

dimana a adalah percepatan penurunan beban; I 1 – momen inersia balok tambahan dengan jari-jari r 1; Mtr 0 – momen gaya gesekan pada sumbu balok tambahan; I 2 – momen inersia total salib dengan beban, katrol dua tahap dan bos salib; Mtr – momen gaya gesekan pada sumbu katrol; r 2 – jari-jari katrol tempat benang dililitkan (r 1 = 21 mm, r 2 = 42 mm); ε 1, ε 2 – percepatan sudut balok dan

katrol yang sesuai. Mengingat ε i = a /r i , dari (2.1) kita peroleh
Saya 2 = (M – M tr)/ε 2 = (r 2 –M tr)r 2 /a,
dimana M adalah momen gaya yang diterapkan pada katrol.
Jika massa balok tambahan jauh lebih kecil dari m i, maka balok tersebut kecil
dibandingkan dengan nilai g dari a, ekspresi (2.2) mengambil bentuk
Saya 2 = (r 2 –M tr)r 2 /a.
Jika kita memperhitungkan momen gaya, gesekan, yang hanya bekerja pada katrol, maka persamaannya
Relasi (2.2) akan ditulis dalam bentuk
Saya 2 = r 2 /a.
dimana a dapat dicari dari ekspresi S = pada 2 /2.
Panjang lintasan S dan waktu penurunan beban t diukur pada saat pemasangan. Sejak
Karena momen gaya gesek tidak diketahui, maka untuk mencari I 2 disarankan untuk bereksperimen
pelajari secara menyeluruh ketergantungan M pada ε 2, mis.
M = Saya ε 2 + M tr .

Berbagai nilai ε 2 disediakan oleh sekumpulan beban m i yang digantungkan pada benang.

Jadi, setelah memperoleh titik percobaan ketergantungan linier M pada ε 2, dengan menggunakan (2.3), dimungkinkan untuk menemukan nilai I 2 dan M tr. I 2 dan Mtr ​​ditentukan dengan menggunakan rumus regresi linier (metode kuadrat terkecil).

Petunjuk untuk melakukan observasi

1. Tempatkan beban pada empat batang melintang yang saling tegak lurus pada jarak yang sama dari ujung batang.

Sesuaikan posisi alas dengan menggunakan penyangga penyetel, menggunakan benang dengan beban utama sebagai garis tegak lurus (beban harus bergerak sejajar dengan penggaris milimeter, turun ke tengah jendela kerja fotosensor).

3. Memutar salib berlawanan arah jarum jam, pindahkan beban utama ke posisi atas, lilitkan benang ke piringan dengan radius lebih besar.

4. Tekan tombol “POWER” yang terletak di panel depan stopwatch (lampu sensor foto dan indikator digital stopwatch akan menyala, serta kopling elektromagnetik akan menyala) dan kencangkan salibnya

V posisi yang diberikan.

5. Tekan tombol “RESET” dan pastikan indikator disetel ke nol.

6. Tekan tombol “MULAI” (beban utama mulai bergerak) dan, sambil terus menekannya, pastikan elektromagnet tidak diberi energi, salib mulai terlepas, stopwatch menghitung mundur waktu, dan saat ini beban utama melintasi sumbu optik fotosensor, waktu berhenti. Setelah penghitungan waktu berhenti, kembalikan tombol “MULAI”.

V posisi awal. Dalam hal ini, kopling elektromagnetik harus beroperasi dan memperlambat persilangan.

7. Saat Anda menekan tombol “MULAI”, angkat beban ke posisi atas dengan melilitkan benang ke disk dengan radius lebih besar. Kembalikan tombol “MULAI” ke posisi semula dan tuliskan nilai skala penggaris h 1, di seberangnya terdapat tepi bawah utama

kargo. Posisi sumbu optik fotosensor sesuai dengan nilai h 0 = 495 mm pada skala penggaris. Reset indikator stopwatch dengan menekan tombol “RESET”.

8. Mengikuti petunjuk di paragraf 6, hitung waktu untuk menurunkan beban. Catat hasilnya dalam sebuah tabel.

9. Pengukuran menurut paragraf. Lakukan 7 dan 8 sebanyak 3 kali.

10. Menambahkan beban tambahan pada beban utama, ukur 3 kali untuk setiap nilai massa beban gantung S dan t: S = jam 0 – jam 1.

11. Pengukuran menurut paragraf. Lakukan 8..10, lilitkan benang ke piringan dengan radius lebih kecil.

12. Kembangkan sendiri jenis tabelnya.

Tugas pemrosesan hasil

Dari persamaan (2.3), dengan menggunakan metode kuadrat terkecil (LSM), tentukan

Saya 2 dan M tr.

a) Untuk melakukannya, dengan menggunakan rumus (2.4) dan (2.5) untuk semua nilai m i dan I 2, hitung nilai M k dan ε 2 k (total 18 pasang nilai);

b) membandingkan ketergantungan linier Y = aX + b dan persamaan (2.3), kita peroleh

X = ε 2, Y = M, a = I 2, b = M tr.

Dengan menggunakan rumus regresi linier normal, kami menemukannya , ∆ a dan , ∆ b untuk probabilitas keyakinan tertentu.

Dengan menggunakan parameter ketergantungan linier yang diperoleh dengan menggunakan kuadrat terkecil, buatlah grafik ketergantungan M pada ε 2. Plot titik-titik (ε 2 i , M i ) (i =1..18) pada grafik.

Pertanyaan keamanan

1. Tentukan kecepatan sudut dan percepatan sudut.

2. Mendefinisikan dan menjelaskan pengertian fisika momen inersia benda titik, komposit, dan benda padat.

3. Tuliskan persamaan dinamika gerak rotasi. Tunjukkan pada gambar arah besaran vektor yang termasuk dalam persamaan.

4. Momen inersia pada bagian pendulum manakah yang ditentukan secara eksperimental dalam pekerjaan ini?

5. Turunkan rumus untuk menghitung momen inersia bandul.

6. Bagaimana bentuk ketergantungan percepatan sudut terhadap momen gaya berubah jika diasumsikan tidak ada momen gesekan? Gambarkan kedua dependensi

ε = f(M) pada grafik.

BEKERJA 3.1. PENENTUAN MOMEN INERTIA PADA MESIN ATWOOD

Perangkat dan aksesori: Mesin atwood, set beban, stopwatch, penggaris timbangan.

Tujuan pekerjaan: mempelajari gerak rotasi dan translasi pada mesin Atwood, penentuan momen inersia balok dan momen gaya gesek pada sumbu balok.

Deskripsi instalasi dan pola yang dipelajari

Mesin Atwood (Gbr. 1) adalah perangkat meja. Pada tiang vertikal 1 alas 2 terdapat tiga braket: 3 bawah, 4 tengah, dan 5 atas. Pada braket atas 5, dipasang balok dengan rakitan bantalan gelinding, yang melaluinya benang dengan beban 6 dilemparkan. Pada braket atas terdapat elektromagnet 7, yang menggunakan kopling gesekan, Dengan memberikan tegangan padanya, menjaga sistem dengan beban tetap stasioner. Sensor foto 8 dipasang pada braket tengah 4, Anda

memberikan sinyal listrik pada akhir penghitungan waktu pergerakan barang yang dipercepat secara seragam. Terdapat tanda pada braket tengah yang bertepatan dengan sumbu optik fotosensor. Braket bawah adalah platform dengan karet

(Semua bekerja pada mekanik)

Mekanika

No.1. Pengukuran fisik dan perhitungan kesalahannya

Pembiasaan dengan beberapa metode pengukuran fisika dan perhitungan kesalahan pengukuran menggunakan contoh penentuan massa jenis benda padat yang bentuknya beraturan.

Unduh

No.2. Penentuan momen inersia, momen gaya dan percepatan sudut bandul Oberbeck

Tentukan momen inersia roda gila (silang dengan beban); menentukan ketergantungan momen inersia pada distribusi massa relatif terhadap sumbu rotasi; menentukan momen gaya yang menyebabkan roda gila berputar; tentukan nilai percepatan sudut yang sesuai.

Unduh

Nomor 3. Penentuan momen inersia suatu benda menggunakan suspensi trifilar dan verifikasi teorema Steiner

Penentuan momen inersia suatu benda dengan metode getaran puntir menggunakan suspensi trifilar; verifikasi teorema Steiner.

Unduh

Nomor 5. Penentuan kecepatan suatu “peluru” dengan metode balistik menggunakan suspensi unifilar

Penentuan kecepatan terbang suatu “peluru” menggunakan pendulum balistik torsional dan fenomena tumbukan inelastis mutlak berdasarkan hukum kekekalan momentum sudut

Unduh

Nomor 6. Mempelajari hukum gerak pendulum semesta

Penentuan percepatan gravitasi, pengurangan panjang, posisi pusat gravitasi dan momen inersia bandul universal.

Unduh

Nomor 9. pendulum Maxwell. Penentuan momen inersia suatu benda dan pembuktian hukum kekekalan energi

Periksa hukum kekekalan energi dalam mekanika; tentukan momen inersia bandul tersebut.

Unduh

Nomor 11. Studi gerak lurus beraturan benda yang dipercepat secara seragam pada mesin Atwood

Penentuan percepatan jatuh bebas. Penentuan momen gaya tahanan “efektif” untuk pergerakan beban

Unduh

Nomor 12. Kajian gerak rotasi pendulum Oberbeck

Verifikasi eksperimental persamaan dasar dinamika gerak rotasi benda tegar pada sumbu tetap. Penentuan momen inersia bandul Oberbeck pada berbagai posisi beban. Penentuan momen gaya tahanan “efektif” untuk pergerakan beban.

Unduh

Listrik

No.1. Kajian medan elektrostatis menggunakan metode pemodelan

Membuat gambaran medan elektrostatis kapasitor datar dan silinder menggunakan permukaan ekuipotensial dan garis medan; perbandingan nilai tegangan percobaan antara salah satu pelat kapasitor dan permukaan ekuipotensial dengan nilai teoritisnya.

Unduh

Nomor 3. Kajian hukum Ohm yang digeneralisasi dan pengukuran gaya gerak listrik dengan metode kompensasi

Mempelajari ketergantungan beda potensial pada bagian rangkaian yang mengandung EMF terhadap kuat arus; perhitungan EMF dan impedansi bagian ini.

Unduh

Daya tarik

No.2. Memeriksa hukum Ohm untuk arus bolak-balik

Tentukan resistansi ohmik dan induktif kumparan dan resistansi kapasitif kapasitor; periksa hukum Ohm untuk arus bolak-balik dengan elemen rangkaian yang berbeda

Unduh

Osilasi dan gelombang

Optik

Nomor 3. Menentukan panjang gelombang cahaya menggunakan kisi difraksi

Pengenalan kisi difraksi transparan, penentuan panjang gelombang spektrum suatu sumber cahaya (lampu pijar).

Unduh

Fisika kuantum

No.1. Menguji hukum benda hitam

Studi ketergantungan: kerapatan spektral luminositas energi benda yang benar-benar hitam terhadap suhu di dalam tungku; tegangan pada termokopel dari suhu di dalam tungku menggunakan termokopel.

Kementerian Pendidikan dan Ilmu Pengetahuan Ukraina

Universitas Nasional Tauride dinamai V.I.Vernadsky

Fakultas Fisika

Departemen Fisika Eksperimental

Pekerjaan laboratorium untuk mata kuliah fisika umum

Mekanika

BagianSAYA

Pedoman mempelajari disiplin akademik “Mekanika”

untuk siswa tahun pertama, siswa penuh waktu

6.070101, 7.070107 “Fisika”,

6.070203, 7.070203 “Fisika Terapan”

tingkat pendidikan dan kualifikasi

"Sarjana", "Spesialis"

Simferopol, 2001

Diterbitkan berdasarkan keputusan dewan ilmiah dan metodologi

Universitas Nasional Taurida dinamai V.I

Nomor tanggal 2001

PERKENALAN………………………………………………………………...
Petunjuk keselamatan……………………………………
Persiapan pekerjaan laboratorium dan pelaksanaannya………………...
Metode grafis dalam menyajikan hasil eksperimen………..
Pekerjaan laboratorium No.1 Pengukuran panjang. Pengolahan hasil pengukuran………………
Pekerjaan laboratorium No.2 Mempelajari pola statistik yang timbul pada saat pengukuran………………………………………..…………..
Literatur tambahan untuk kelas laboratorium………...…

Perkenalan

Dalam proses pembentukan pandangan dunia ilmiah, penelitian laboratorium yang berbasis eksperimen memegang peranan penting. Eksperimen adalah cara yang ampuh untuk memperoleh pengetahuan baru. Tahapan penting dari setiap percobaan adalah:

pengetahuan tentang teori yang relevan;

kemampuan untuk bekerja dalam pengaturan eksperimental;

tugas yang jelas;

pengukuran yang benar;

pemrosesan statistik data eksperimen;

memperoleh kuantitas fisik yang dibutuhkan;

desain penelitian yang tepat.

Untuk memperoleh pengetahuan dan keterampilan dasar dalam melakukan eksperimen, serangkaian pengenalan pekerjaan laboratorium dilakukan pada bagian “Mekanika” pada mata kuliah umum. Siklus ini mencakup dua pekerjaan laboratorium yang bertujuan mempelajari teori pengukuran dan pengolahan statistik data eksperimen.

Mengukur suatu besaran berarti membandingkannya dengan besaran homogen, yang secara konvensional diterima sebagai satuan pengukuran. Beberapa besaran, misalnya dimensi linier suatu benda, massa, waktu, dapat diukur secara langsung dengan menggunakan instrumen yang sesuai. Pengukuran seperti ini disebut lurus. Sebagian besar besaran fisis hanya dapat ditentukan dengan rumus kerja yang menyatakan besaran asli melalui besaran yang diukur dan ditabulasikan secara langsung. Pengukuran seperti ini disebut tidak langsung.

Ketidaksempurnaan alat ukur dan alat indera pelaku eksperimen menyebabkan fakta bahwa pengukuran selalu disertai dengan beberapa jenis kesalahan dan, oleh karena itu, memberikan nilai yang tidak akurat dari nilai yang diukur.

Pengetahuan tentang nilai numerik dari setiap besaran fisika yang ditentukan secara eksperimental belum cukup untuk menarik kesimpulan dari eksperimen tersebut. Oleh karena itu, pelaku eksperimen dihadapkan pada tugas tidak hanya mengukur suatu besaran fisis, tetapi juga menilai keakuratan hasil pengukuran.

Menyelenggarakan kelas di laboratorium melibatkan pengerjaan fasilitas eksperimental, jadi Anda harus mempelajari instruksi keselamatan terlebih dahulu.