Lucrări de laborator 2 în fizică peryshkin. „studiul legii conservării energiei mecanice”

Colaborarea dintre cele două echipe este, de asemenea, necesară pentru a finaliza acest articol de laborator. Efectuați următorii pași:

1. Deconectați cablul prelungitor de la placa de borne și conectați-l la modem.

2. Asigurați-vă că cablul telefonic al modemului este conectat la linia telefonică.

3. Conectați cablurile de test ale osciloscopului la linia telefonică.

4. Porniți modemurile din rețea. Verificați dacă unul dintre modemuri este desemnat ca A și celălalt ca B (tastele corespunzătoare trebuie apăsate pe panoul frontal al modemurilor). Notați care dintre modemuri este conectat la computerul folosit de echipă. Conexiunea modemului funcționează când toate cele trei LED-uri de pe partea frontală a modemurilor sunt aprinse.

5. În program Tera Term setați următoarele setări pentru portul serial (meniul Setup --> Serial Port): viteza de transmisie 300 biți/s, numărul de biți de date - 7 , paritate - chiar, numărul de biți de oprire - 2 . Asigurați-vă că datele sunt transferate între computere.

6. Configurați osciloscopul pentru a măsura tensiunea AC (în „meniul CH1”: „Coupling AC”, 1 diviziune verticală = 500 mV, 1 diviziune orizontală = 1,0 ms).

7. Fixați reprezentarea temporală a semnalului pe linie în timpul transmisiei de la ambele părți orice caracter sau literă, cum ar fi @. Salvați imaginea rezultată.

8. Comutați osciloscopul pentru a funcționa în modul analizor de spectru - butonul roșu MENIU MATH, Operare = FFT, 1 diviziune 250 Hz.

9. Fixați spectrul de putere a semnalului pe linie atunci când nu se transmit date și când simbolul @ este transmis pe ambele părți. Determinați frecvențele a două sau patru vârfuri distincte și salvați graficele rezultate. Figura 3 este un mic indiciu.

Figura 3. Spectrul de semnal al modemurilor V.21 comunicante


Modem: A sau B
Nu are loc transfer de date
frecventa de 2 varfuri

În dosar sunt 5 lucrări de laborator. Fiecare lucrare contine:

1. Data lucrării efectuate.

2. Lucrări de laborator și numărul acesteia.

3. Denumirea lucrării de laborator.

4. Scopul lucrării.

5. Dispozitive și materiale.

6. Partea teoretică a lucrării.

7. Desen sau schema instalatiei.

8. Tabelul rezultatelor măsurătorilor și calculelor.

9. Calcule de cantități și erori.

10. Grafice sau desene.

11. Concluzii.


„10clLR nr. 1”

Lucrare de laborator nr. 1 pe tema:

„STUDIAREA MIȘCĂRII UNUI CORP ÎN CERC SUB ACȚIUNEA FORȚELOR DE ELASTICITATE ȘI GRAVITATE”.

Obiectiv: determinarea accelerației centripete a mingii în timpul mișcării sale uniforme în cerc.

Echipament: trepied cu ambreiaj si picior, banda de masurat, busole, dinamometru

laborator, cantar cu greutati, greutate pe fire, coala de hartie, rigla, pluta.

Partea teoretică a lucrării.

Experimentele sunt efectuate cu un pendul conic. O minge mică se mișcă de-a lungul unui cerc cu raza R. În acest caz, firul AB, de care este atașată mingea, descrie suprafața unui con circular drept. Există două forțe care acționează asupra mingii: forța gravitației
și tensiunea firului (Fig. a). Ele creează accelerație centripetă îndreptată de-a lungul razei spre centrul cercului. Modulul de accelerație poate fi determinat cinematic. Este egal cu:

.

Pentru a determina accelerația, este necesar să se măsoare raza cercului și perioada de revoluție a mingii în jurul cercului.

Accelerația centripetă (normală) poate fi determinată și folosind legile dinamicii.

Conform celei de-a doua legi a lui Newton
. Să descompunem forța în componente și , îndreptată de-a lungul razei către centrul cercului și vertical în sus.

Atunci a doua lege a lui Newton este scrisă după cum urmează:

.

Alegem direcția axelor de coordonate așa cum se arată în figura b. În proiecțiile pe axa O 1 y, ecuația de mișcare a bilei va lua forma: 0 = F 2 - mg. Prin urmare, F 2 \u003d mg: componentă echilibrează forța gravitațională
acționând asupra mingii.

Să scriem a doua lege a lui Newton în proiecții pe axa O 1 x: ma n = F 1 . De aici
.

Componenta modulului F1 poate fi determinată în diferite moduri. În primul rând, acest lucru se poate face din similitudinea triunghiurilor OAB și FBF 1:

.

De aici
și
.

În al doilea rând, modulul componentei F1 poate fi măsurat direct cu un dinamometru. Pentru a face acest lucru, tragem mingea cu un dinamometru situat orizontal la o distanță egală cu raza R a cercului (Fig. c) și determinăm citirea dinamometrului. În acest caz, forța elastică a arcului echilibrează componenta .

Să comparăm toate cele trei expresii pentru un n:

,
,
și asigurați-vă că sunt aproape unul de celălalt.

Proces de lucru.

1. Determinați masa mingii pe balanță cu cel mai apropiat 1 g.

2. Atașați mingea suspendată pe un fir de piciorul trepiedului folosind o bucată de plută.

3 . Desenați un cerc cu o rază de 20 cm pe o bucată de hârtie. (R = 20 cm = _______ m).

4. Pozitionam trepiedul cu pendulul astfel incat prelungirea cordonului sa treaca prin centrul cercului.

5 . Luând firul cu degetele în punctul de suspensie, puneți pendulul în mișcare de rotație

peste o coală de hârtie, astfel încât mingea să descrie același cerc cu cel desenat pe hârtie.

6. Numărăm timpul în care pendulul face 50 de rotații complete (N = 50).

7. Calculați perioada de rotație a pendulului folosind formula: T = t / N .

8 . Calculați valoarea accelerației centripete folosind formula (1):

=

9 . Determinați înălțimea pendulului conic (h ). Pentru a face acest lucru, măsurați distanța verticală de la centrul mingii până la punctul de suspendare.

10 . Calculați valoarea accelerației centripete folosind formula (2):

=

11. Trageți mingea orizontal cu un dinamometru la o distanță egală cu raza cercului și măsurați modulul componentei .

Apoi calculăm accelerația folosind formula (3):
=

12. Rezultatele măsurătorilor și calculelor sunt trecute în tabel.

Raza cercului

R , m

Viteză

N

t , cu

Perioada de circulatie

T = t / N

înălțimea pendulului

h , m

Greutatea mingii

m , kg

Accelerație centrală

Domnișoară 2

Accelerație centrală

Domnișoară 2

Accelerație centrală

Domnișoară 2

13 . Comparați cele trei valori obținute ale modulului de accelerație centripetă.

__________________________________________________________________________ CONCLUZIE:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

În plus:

Aflați eroarea relativă și absolută a măsurării indirecte a u (1) și (3):

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

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

NOTA _________

Vizualizați conținutul documentului
„10clLR nr. 2”

Data__________ FI_________________________________________ Clasa 10_____

Lucrare de laborator nr. 2 pe tema:

„STUDIU AL LEGII CONSERVĂRII ENERGIEI MECANICE”.

Obiectiv: învață cum să măsori energia potențială a unui corp ridicat deasupra solului și a unui arc deformat elastic; comparați două valori ale energiei potențiale a sistemului.

Echipament: un trepied cu ambreiaj și picior, un dinamometru de laborator, o riglă, o încărcătură de masă m pe un fir de aproximativ 25 cm lungime, un set de carton, de aproximativ 2 mm grosime, vopsea și o pensulă.

Partea teoretică.

Experimentul se efectuează cu o greutate atașată la un capăt al unui șir de lungime l. Celălalt capăt al filetului este legat de un cârlig dinamometru. Dacă sarcina este ridicată, atunci arcul dinamometrului devine nedeformat și acul dinamometrului arată zero, în timp ce energia potențială a sarcinii se datorează numai gravitației. Greutatea este eliberată și cade jos, întinzând arcul. Dacă punctul zero al energiei potențiale a interacțiunii corpului cu Pământul este luat ca punct inferior la care ajunge când acesta cade, atunci este evident că energia potențială a corpului în câmpul gravitațional este convertită în potențial. energia de deformare a arcului dinamometrului:

Unde Δl - extensia maxima a arcului, k - rigiditatea acestuia.

Dificultatea experimentului constă în determinarea exactă a deformației maxime a arcului, deoarece corpul se mișcă rapid.

Proces de lucru:

P = F T = mg . P = ______________.

    Folosind o riglă, măsurați lungimea firului l pe care este atașată sarcina. l = _______________.

    Aplicați puțină vopsea la capătul de jos al greutății.

    Ridicați sarcina până la punctul de ancorare.

    Eliberați greutatea și verificați dacă nu există vopsea pe masă, astfel încât greutatea să nu o atingă atunci când cade.

    Repetați experimentul, de fiecare dată punând carton până atunci. Până când pe cartonul de sus apar urme de vopsea.

    Ținând sarcina cu mâna, întindeți arcul până când atinge cutia de sus și măsurați forța elastică maximă cu un dinamometru F exși riglă extensie maximă a arcului Δ l etc , numărându-l din diviziunea zero a dinamometrului. F ex = ________________, Δ l etc = ________________.

    Calculați înălțimea de la care cade sarcina: h = l + Δl etc (aceasta este înălțimea cu care centrul de greutate al sarcinii este deplasat).

h = ________________________________________________________________

    Calculați energia potențială a sarcinii ridicate (adică înainte de a începe căderea):

__________________________________________________________________

    Calculați energia potențială a arcului deformat:

Înlocuind expresia pentru kîn formula energiei obținem:

__________________________________________________________________

    Introduceți rezultatele măsurătorilor și calculelor în tabel.

Greutatea încărcăturii

P,

(H)

Lungimea firului

l ,

(m)

Extensie maximă a arcului

Δ l etc ,

(m)

Forță elastică maximă

F ex ,

(H)

Înălțimea de la care cade sarcina

h = l + Δl

(m)

Energia potențială a sarcinii ridicate

(J)

Energia arcului deformat:

,

(J)

    Comparați valorile energiei potențiale în prima și a doua stare

sisteme: ________________________________________________________________________

CONCLUZIE:

______

În plus:

1. De ce depinde energia potențială a sistemului? ______________________________

2. De ce depinde energia cinetică a corpurilor? ___________________________

3. Care este legea conservării energiei mecanice totale? __________________

___________________________________________________________________________

4. Diferențele și asemănările dintre forța de gravitație și forța de elasticitate (definiții, simboluri, direcție, unități de măsură în SI).

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

5. Calculați erorile relative și absolute de măsurare a energiei:

___________; __________;

_________; ________.

6. Rezolvați problema:

O minge cu masa de 100 g este aruncata vertical in sus cu o viteza de 20 m/s. Care este energia sa potențială la cel mai înalt punct de ascensiune? Rezistența aerului este ignorată.

Dat: SI: Soluție:

NOTA ____________

Vizualizați conținutul documentului
"10clLR nr. 3"

Data__________ FI_________________________________________ Clasa 10_____

Lucrare de laborator nr. 3 pe tema:

„O VERIFICARE EXPERIMENTALĂ A LEGII GAY-LUSSAC”.

Obiectiv: verifica experimental validitatea relatiei .

Echipament: tub de sticlă, etanșat la un capăt, 6600 mm lungime și 8-10 mm diametru; un vas cilindric de 600 mm înălțime și 40-50 mm în diametru, umplut cu apă caldă (t ≈ 60 - 80 °C); un pahar cu apă la temperatura camerei; plastilină.

Instructiuni de lucru.

Pentru un gaz cu o masă dată, raportul dintre volum și temperatură este constant dacă presiunea gazului nu se modifică.

Prin urmare, volumul gazului depinde liniar de temperatura la presiune constantă: .

Pentru a verifica dacă legea Gay-Lussac este îndeplinită, este suficient să măsurați volumul și temperatura gazului în două stări la presiune constantă și să verificați egalitatea. Poate fi realizat. Folosind ca gaz aerul la presiunea atmosferică.

Prima stare: tubul de sticlă cu capătul deschis în sus se pune timp de 3-5 minute într-un vas cilindric cu apă fierbinte (Fig.a).În acest caz, volumul de aer V 1 este egal cu volumul tubului de sticlă, iar temperatura este egală cu temperatura apei fierbinți T 1 . Pentru ca atunci când aerul trece în a doua stare, cantitatea acestuia să nu se schimbe, capătul deschis al tubului de sticlă în apă fierbinte este acoperit cu plastilină. După aceea, tubul este scos din vas cu apă fierbinte, iar capătul uns este coborât rapid într-un pahar cu apă la temperatura camerei. (Fig. b). Apoi plastilina este îndepărtată direct sub apă. Pe măsură ce aerul din tub se răcește, apa din el va crește. După încetarea creșterii apei în tub (fig. c) volumul de aer din el va fi V 2 V 1 , și presiunea p = p ATM - ρ gh . Pentru ca presiunea aerului din tub să devină din nou egală cu cea atmosferică, este necesar să creșteți adâncimea de scufundare a tubului în sticlă până când nivelurile de apă din tub și din sticlă sunt egale. (Fig. d). Aceasta va fi a doua stare a aerului din tub la o temperatură T 2 aerul înconjurător. Raportul dintre volumele de aer din tub în prima și a doua stare poate fi înlocuit cu raportul dintre înălțimile coloanelor de aer din tub în aceste stări, dacă secțiunea transversală a tubului este constantă pe toată lungimea . Prin urmare, în lucrare este necesar să se compare rapoartele

Lungimea coloanei de aer se măsoară cu o riglă, temperatura cu un termometru.

Proces de lucru:

Aduceți aerul din tub în prima stare (Fig. a):

    Măsurați lungimea ( l 1 = __________) tub de sticlă.

    Se toarnă apă fierbinte (t ≈ 60 - 80 °C) într-un vas cilindric.

    Se scufundă tubul (capătul deschis) și termometrul într-un vas cu apă fierbinte timp de 3-5 minute până se stabilește echilibrul termic. Faceți citiri de temperatură cu un termometru ( t 1 = ________) .

Aduceți aerul din tub în a doua stare (Fig. b, c și d):

    Închideți capătul deschis al tubului cu plastilină, transferați-l și termometrul într-un pahar cu apă la temperatura camerei. Faceți citiri de temperatură ( t 2 = ________) , când tubul nu se mai umple cu apă, după îndepărtarea plastilinei.

    Măsurați lungimea ( l 2 = __________) coloana de aer în tub.

Completați tabelul numărul 1.

Lungimea tubului de sticlă

l 1 , mm

Lungimea coloanei de aer din tub

l 2 , mm

Temperatura aerului în tub în prima stare

t 1 , °С

Temperatura aerului în tub în a doua stare

t 2 , °С

Eroare absolută a riglei

Δ și l , mm

Eroare absolută de citire a riglei

Δ despre l , mm

Eroare maximă absolută a riglei

Δ l = Δ și l + Δ despre l , mm

    Calculați valori T 1 Si t 2 folosind formula T(K) =t (°C) + 273(°C):

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

Completați tabelul numărul 2.

Temperatura absolută a aerului din tub în prima stare

T 1 , LA

Temperatura absolută a aerului din tub în a doua stare

T 2 , LA

Eroarea instrumentală absolută a termometrului

Δ și T = ∆ și t + 273° C , LA

Eroare absolută de citire a termometrului

Δ despre T = ∆ despre t + 273° C , LA

Eroare maximă absolută a termometrului

ΔT = Δ și T + Δ despre T,

La

Completați tabelul numărul 3.

:

,

:

Raportul de eroare relativă de măsurare :

,

Eroarea de măsurare a raportului absolut :

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

NOTA ___________

Vizualizați conținutul documentului
„10clLR nr. 4”

Data__________ FI_________________________________________ Clasa 10_____

Lucrare de laborator nr. 4 pe tema:

« STUDIUL LEGĂRILOR DE SERIE ȘI PARALELE ALE CONDUCTOARELOR».

Obiectiv: verificați următoarele legi de conectare:

Echipamente : baterie (4,5 V), rezistențe cu două fire, ampermetru, voltmetru, reostat.

Proces de lucru:

dispozitiv

Clasa de precizie a voltmetrului (pe dispozitiv),

K V

Limita de măsurare a voltmetrului

(pe o scară),

U max , LA

Valoarea diviziunii instrumentului

C , B

Eroare absolută

·

LA

Eroare relativă

· 100%

%

Voltmetru

Conectarea în serie a conductorilor.

( eu uzual = __________), ( eu 1 = ___________), ( eu 2 =___________).

CONCLUZIE: ______________________________________________________ _

__________________________________________________ _

    Măsurați tensiunea cu un voltmetru într-o secțiune formată din două

rezistențe (U uzual ) și tensiunea la capetele fiecărui rezistor (U 1 , U 2 ).

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

CONCLUZIE: ________________________________________________________________________________

    Folosind legea lui Ohm (eu = U / R R = U / eu ), determinați impedanța secțiunii (R uzual )

format din două rezistențe conectate în serie R 1 șiR 2 .

R 1 = U 1 / eu 1 = ________________________, R 2 = U 2 / eu 2 = ___________________________.

R=R 1 + R 2 = ________________________________.

CONCLUZIE:____________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

Scopul lucrării: să înveți cum să măsori folosind metoda rândurilor.

Instrumentul de măsurare în această lucrare este o riglă. Puteți determina cu ușurință prețul diviziunii sale. De obicei, scara de diviziune a riglei este de 1 mm. Este imposibil să determinați dimensiunea exactă a oricărui obiect mic (de exemplu, un bob de mei) printr-o simplă măsurare folosind o riglă.


Dacă aplicați pur și simplu o riglă pe bob (a se vedea figura), atunci puteți spune că diametrul său este mai mare de 1 mm și mai mic de 2 mm. Această măsurătoare nu este foarte precisă. Pentru a obține o valoare mai precisă, puteți utiliza un alt instrument (de exemplu, un șubler

sau chiar un micrometru). Sarcina noastră este să obținem o măsurătoare mai precisă folosind aceeași riglă. Pentru a face acest lucru, puteți face următoarele. Punem un anumit număr de boabe de-a lungul riglei, astfel încât să nu existe goluri între ele.

Deci măsurăm lungimea unui rând de boabe. Boabele au același diametru. Prin urmare, pentru a obține diametrul boabelor, este necesar să se împartă lungimea rândului la numărul de boabe din constituenții săi.

27 mm: 25 buc = 1,08 mm

Se poate observa cu ochii că lungimea rândului este puțin mai mare de 27 de milimetri, deci poate fi considerat 27,5 mm. Apoi: 27,5 mm: 25 buc = 1,1 mm

Dacă prima măsurătoare diferă de a doua cu 0,5 milimetri, rezultatul diferă doar cu 0,02 (două sutimi!) de milimetru. Pentru o riglă cu o valoare a diviziunii de 1 mm, rezultatul măsurării este foarte precis. Aceasta se numește metoda rândurilor.

Exemplu de lucru:


Calcule:

unde d este diametrul

l - lungimea rândului

n - numărul de particule într-un rând