Лабораторна робота 8 вимір потужності. Чотирьохзондовим метод вимірювання опору напівпровідників. Устаткування: Індикаторний нутромір з головкою

Лабораторна робота 8 Вимірювання потужності і роботи струму в електричній лампі Мета роботи - навчитися визначати потужність і роботу струму в лампі, використовуючи амперметр, вольтметр і годинник Устаткування - батарейка, ключ, низьковольтна лампа на підставці, амперметр, вольтметр, з'єднувальні дроти, секундомір.

Теорія Формула для розрахунку роботи струму А \u003d IUt Формула для розрахунку потужності струму P \u003d IU або P \u003d Ціна ділення \u003d ___ \u003d А амперметра Ціна ділення \u003d ___ \u003d В вольтметра P теор. \u003d U теор. I теор. / Розраховується за значеннями U і I, зазначеним на підставці лампочки / Схема електричного кола

Обчислення: А \u003d P \u003d A теор. \u003d P теор. \u003d Висновок: Сьогодні на лабораторній роботі я навчився (лася) визначати потужність і роботу струму в лампі, використовуючи амперметр, вольтметр і секундомір. Розрахував (а) значення роботи струму і потужності лампочки: А \u003d Дж Р \u003d Вт (вказати конкретні експериментальні значення фізичних величин). Також розрахував (а) теоретичні значення роботи струму і потужності лампочки: А теор. \u003d Дж Р теор. \u003d Вт Отримані експериментальні значення роботи і потужності струму в лампі (приблизно) збігаються з розрахованими теоретичними значеннями. Отже при виконанні лабораторної роботи були допущені невеликі похибки вимірювань. (Отримані експериментальні значення роботи і потужності струму в лампі не збігаються з розрахованими теоретичними значеннями. Отже, при виконанні лабораторної роботи були допущені значні випадкові похибки вимірювань.)

Лабораторна робота №8.

«Вимірювання діаметру і відхилень форми поверхні отвори індикаторним нутромером».

Мета роботи: Освоїти прийоми вимірювання індикаторним нутромером

діаметрів отворів і відхилення форми отвори.

Завдання: Виміряти діаметром і відхилення форми поверхні

отвори в деталях типу втулки індикаторним нутромером.

Устаткування: Індикаторний нутромір з головкою.

Кінцеві міри довжини (КМД).

Приналежності до КМД.

Деталі типу втулки і її креслення.

1. Теоретична частина

Вимірювання отвору допустимо, якщо ≤ тобто гранична похибка вимірювання головки менше допустимої похибки вимірювання отвори.

2. Індикаторний нутромір.

Підставою індикаторного нутромера служить трубка 4 (рис.1) з теплоізоляційної ручкою 6. Верхній отвір трубки з затискачем 8 служить для установки гільзи вимірювальної головки або індикатора годинного типу.

У нижній частині трубки розташована головка нутромера, що складається з корпусу 9, центрує мостіка11 і вимірювальних стрижнів-наконечників - рухомого 1 і жорсткого 10. Переміщення наконечника 1 через важіль 2, штек 3 і черв'яка 5 передається вимірювальної голівці. Центрувальний місток 2 встановлює вісь вимірювання нутромера (вісь наконечнікаа1 і 10) на збіг з діаметром отвору вимірюваної деталі (рис.2)

При вимірі необхідно покачати нутромер в осьовій площині в поздовжньому перетині і знайти мінімальне положення по стрілці вимірювальної головки, тобто перпендикулярні до обох утворюючим отвори.

Нутромери із центрирующим містком випускаються з діапазоном вимірювання: мм: 6 ... 10; 10 ... 18; 18 ... 50; 50 ... 100; 100 ... 160; 160 ... 250; 250 ... 450; 450 ... 700; 700 ... 1000.

Для вимірювання отворів малих діаметрів приймаються нутроміри з кульковими вставками (рис.3) кулькові вставки мають діапазони: мм: 3 ... 6; 6 ... 10; 10 ... 18.

Для установки індикаторних нутромірів на «0» застосовуються установочні кільця або комплекти з кінцевих мір (КМД) і Боковиков. Блок КМД підбирають і встановлюють в державка разом з боковика. Дії при установки на «0» аналогічні діям при вимірюванні деталі.

2.1 Вимірювальна головка.

Вимірювальна головка перетворять малі переміщення вимірювального наконечника в великі переміщення стрілки звітного пристрою.

На рис.4 показаний індикатор годинникового типу. Вимірювальнийстрижень 1 індикатора має рейку, яка зачіпається з зубчастим колесом 5 і через передавальне колесо 9 передає рух трубці 9 і стрілки 8. Для установки на «0» кругла шкала циферблата повертається разом з обідком 2. Стрілка 6 показує кількість оборотів стрілки 8.

Індикатори годинного типу мають діаметр гільзи 8мм, хід вимірювального стрижня 2; 5 або 10мм і ціну поділки 0,01 мм.

У важеля зубчастих вимірювальних головок переміщення вимірювального наконечника (повертає) через систему важелів передаються зубчатому сектору, який повертає зубчасте колесо і сидить на осі колеса стрілку. Головки мають ціну поділки 0,001 мм і 0,002 мм, діапазон вимірювань ± 0,05 мм ... 5мм (багатооборотні).

2.2 Підготовка до вимірювання.

1.Закрепіть вимірювальну головку в трубці нутромера. Для цього вставити гільзу вимірювальної головки в отвір трубки так, щоб кулька вимірювального наконечника торкнувся торця штока і шкала циферблата звернена в сторону з центрирующим містком і закріпити затиском вимірювальну головку, при цьому стрілка повинна зробити повний оборот. При цьому необхідно зберегти свободу переміщення вимірювального стрижня головки.

2. Набрати блок КМД згідно номінального розміру отвори і закріпити його між боковику в державка для КМД. Попередньо протерши плитки і боковики бензином. Протерти вивітрену поверхню отвори чистою тканиною.

3. перевірити на відповідність меж вимірювання нутромера розміром вимірювального отвору. У разі їх невідповідності замінити змінний вимірювальний стрижень або підібрати набір подовжувачів і шайб до жорсткого складеному стрижні (в залежності від типу нутромера).

2.3 Установка нутромера на «0».

1.Взять нутромер за теплоізоляційну ручку і ввести глубомерний стрижень між боковик.

2.Наблюдая за стрілкою головки і переміщаючи нутромер між боковику шляхом похитування і обертання навколо осі трубки (см.схему) встановити нутромер в положення, що збігається з найменшим відстань між вимірювальними поверхнями Боковиков. При цьому стрілка дійде до найдальшого * (за годинниковою стрілкою) ділення і поверне назад. Для обох видів руху (похитуючи і повороту) це поділ має збігтися.

3.Запомніть це поділ, вийняти нутромер з Боковиков і обідком циферблата (або гвинтом установки на «0») повернути шкалу в помічене положення.

4.Проверіть установку на «0». У правому положенні стрілка індикатора повинна показати на 0.

2.4 Вимірювання діаметра отвору.

1.Взять нутромер правою рукою за теплоізоляційну ручку і передержівая деталь лівою рукою ввести нутромер в отвір вимірюваної деталі вимірювальною головкою вгору і шкалою до себе. Для цього рухомий стрижень з містком потрібно ввести на невелику глибину шляхом нахилу нутромера, а потім випрямити його так, щоб жорсткий стрижень уперся в протилежну стінку отвори.

2.Продвінуть нутромер до потрібного перетину і, похитуючи його у вертикальній площині від себе - на себе, помітити найдальше розподіл шкали, до якого доходить стрілка.

Відхилення стрілки від «0» по годинникової стрілки показує зменшення розміру діаметра отвору і знак «-», а відхилення проти годинникової стрілки - зменшення діаметру і знак «+».

4.Снять показання нутромера з урахуванням ціни ділення шкали головки і знака і записати його в таблицю відліку. Вимірювання провести для кожного перетину в двох взаємно-перпендикулярних напрямках.

Мал. 1Індікаторний нутромер

Мал. 4 Індикатор годинникового типу

3.Результати вимірювання.

1. З урахуванням номінального розміру блоку КМД порахувати справжніх розмірів деталі.

2.Сравнгіть розміри деталі з допустимими граничними розмірами і дати висновок про придатність деталі.

Розглянувши розміри деталі по перетинах, визначити відхилення форми деталі від циліндричної.

3.Заполніть звіт по роботі.

Після перевірки результатів вимірювань викладачем нутромер, головку, КМД і приналежності до них протерти сухою тканиною і укласти в футляри. Провести в порядок робоче місце.

Урок 47. Лабораторна робота 8

Вимірювання швидкості нерівномірного руху

бригада __________________

__________________

устаткування: прилад для вивчення прямолінійного руху, штатив.

Мета роботи: довести, що тіло, що рухається прямолінійно по похилій площині, рухається рівноприскореному і знайти значення прискорення.

На уроці під час демонстраційного експерименту ми переконалися, що якщо тіло не стосується похилій площині, уздовж якої рухається (магнітна левітація), то його рух є рівноприскореному. Перед нами стоїть завдання зрозуміти, як буде рухатися тіло, в тому випадку, коли воно ковзає по похилій площині, тобто між поверхнею і тілом існує сила тертя, яка перешкоджає руху.

Висунемо гіпотезу, що тіло по похилій площині ковзає, теж равноускоренно і перевіримо її експериментально, побудувавши графік залежності швидкості руху від часу. При рівноприскореному русі цей графік є прямою лінію, що виходить з початку координат. Якщо побудований нами графік, з точністю до похибки вимірювань, можна буде вважати прямою лінією, то рух на дослідженому відрізку шляху можна вважати рівноприскореному. В іншому випадку це більш складне нерівномірний рух.

Для визначення швидкості в рамках нашої гіпотези скористаємося формулами равнопеременное руху. Якщо рух починається зі стану спокою, то V = at (1), де а - прискорення, t - час руху, V-швидкість тіла в момент часу t. Для рівноприскореного руху без початкової швидкості справедливо співвідношення s = at 2 /2 , де s - шлях пройдений тілом за час руху t. З цієї формули a =2 s / t 2 (2) .Подставім (2) в (1), отримаємо: (3). Отже, щоб визначити швидкість тіла в даній точці траєкторії, достатньої виміряти його переміщення з початкового пункту до цієї точки і час руху.

Розрахунок меж похибок. Швидкість знаходиться з експерименту шляхом непрямих вимірювань. Прямими вимірюваннями ми знаходимо шлях і час, а потім за формулою (3) швидкість. Формула для визначення кордону похибки швидкості в даному випадку має вигляд: (4).

Ценка отриманих результатів. В силу того, що в вимірах відстані і часу присутні похибки, значення швидкості V чи не ляжуть точно на пряму (Рис 1, чорна лінія). Щоб відповісти на питання, чи можна вважати досліджуване рух рівноприскореному необхідно обчислити межі похибок зміни швидкості, відкласти ці похибки на графіку для кожної зміненої швидкості (червоні смужки), п Остроу коридор (пунктирні лінії),

Чи не виходить за межі похибок. Якщо це можливо, то такий рух при даній похибки вимірювань, можна вважати рівноприскореному. Пряма лінія (синя), що виходить з початку координат, розташована повністю в цьому коридорі і проходить як можна ближче до виміряних значень швидкостей є шуканої залежністю швидкості від часу: V \u003d at. Щоб визначити прискорення треба взяти на графіку довільну точку і розділити значення швидкості в цій точці V 0 на час в ній же t 0: а \u003dV 0 / t 0 (5).

Хід роботи:

1. Збираємо установку для визначення швидкості. Направляючу рейку закріплюємо на висоті 18-20 см. Розміщуємо каретку в самому верху рейки і датчик маємо так, щоб секундомір включався в момент початку руху каретки. Другий датчик послідовно розташуємо приблизно на відстанях: 10, 20, 30, 40 см для проведення 4 дослідів. Дані заносимо в Таблицю.

2. Виробляємо 6 пусків каретки для кожного положення другого датчика, всякий раз заносячи в таблицю показники секундоміра. Таблиця

3. Обчислюємо середнє значення часу руху каретки між датчиками - t пор.

4. Підставляючи значення s і t ср в формулу (3) визначаємо швидкості в точках, де встановлений другий датчик. Дані заносимо в Таблицю.

5. Будуємо графік залежності швидкості руху каретки від часу.

6

Похибка вимірювання шляху і часу:

Δs \u003d 0,002 м, Δt \u003d 0,01 c.

7. За формулою (4) знаходимо ΔV для кожного значення швидкості. В даному випадку час t у формулі, це t пор.

8. Знайдені значення ΔV відкладаємо на графіку для кожної побудованої точки.

10. Проводимо в коридорі похибок з початку координат пряму V \u003d at і визначаємо за графіком значення прискорення аза формулою (5): а \u003d

Висновок: __________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторна робота №5

Лабораторна робота №5

Визначення оптичної сили та фокусної відстані збиральної лінзи.

Обладнання: лінійка, два прямокутних трикутника, длиннофокусная збирає лінза, лампочка на підставці з ковпачком, джерело струму, вимикач, з'єднувальні дроти, екран, напрямна рейка.

Теоретична частина:

Найпростіший спосіб вимірювання оптичної сили і фокусної відстані лінзи заснований на використанні формули лінзи

d - відстань від предмета до лінзи

f - відстань від лінзи до зображення

F - фокусна відстань

Оптичної силою лінзи називають величину

Як предмет використовується світиться розсіяним світлом буква в ковпачку освітлювача. Дійсне зображення цієї букви отримують на екрані.

Зображення дійсне перевернуте збільшене:

Зображення уявне пряме збільшене:

Приблизний хід роботи:

F \u003d 8 см \u003d 0,08 м

F \u003d 7 см \u003d 0,07 м

F \u003d 9 см \u003d 0,09 м

Лабораторна робота з фізики №3

Лабораторна робота з фізики №3

учениці 11 класу «Б»

Алексєєвої Марії

Визначення прискорення вільного падіння за допомогою маятника.

устаткування:

Теоретична частина:

Для вимірювання прискорення вільного падіння застосовуються різноманітні гравіметри, зокрема митників прилади. З їх допомогою вдається виміряти прискорення вільного падіння з абсолютною похибкою близько 10 -5 м / с 2.

В роботі використовується найпростіший маятниковий прилад - кулька на нитки. При малих розмірах кульки в порівнянні з довжиною нитки і невеликих відхиленнях від положення рівноваги період коливання дорівнює

Для збільшення точності вимірювання періоду потрібно виміряти час t остаточно великого числа N повних коливань маятника. тоді період

І прискорення вільного падіння може бути обчислено за формулою

Проведення експерименту:

Встановити на краю стола штатив.

У його верхнього кінця зміцнити за допомогою муфти кільце і повісити до нього кульку на нитці. Кулька повинен висіти на відстані 1-2 см від підлоги.

Виміряти стрічкою довжину l маятника.

Порушити коливання маятника, відхиливши кульку в бік на 5-8 см і відпустивши його.

Виміряти в декількох експериментах час t 50 коливань маятника і обчислити t ср:

Обчислити середню абсолютну похибку вимірювання часу і результати занести в таблицю.

Обчислити прискорення вільного падіння за формулою

Визначити відносну похибку вимірювання часу.

Визначити відносну похибку вимірювання довжини маятника

Обчислити відносну похибку вимірювання g за формулою

Висновок: Виходить, що прискорення вільного падіння, що вимірюється за допомогою маятника, приблизно дорівнює табличному прискоренню вільного падіння (g \u003d 9,81 м / с 2) при довжині нитки 1 метр.

Алексєєва Марія, учениця 11 "Б" класу гімназії № 201, м Москва

Учитель фізики гімназії № 201 Львівський М.Б.

Лабораторна робота № 4

Лабораторна робота № 4

Вимірювання показника заломлення скла

учениці 11 класу «Б» Алексєєвої Марії.

Мета роботи:вимір показника заломлення скляної пластини, що має форму трапеції.

Теоретична частина: показник заломлення скла відносно повітря визначається за формулою:

Таблиця обчислень:

обчислення:

nпр1 \u003d AE1 / DC1 \u003d 34мм / 22мм \u003d 1,5

nпР2 \u003d AE2 / DC2 \u003d 22мм / 14мм \u003d 1,55

Висновок: Визначивши показник заломлення скла, можна довести що це величина не залежить від кута падіння.

Лабораторна робота №6

Лабораторна робота №6.

Вимірювання світлової хвилі.

Обладнання: дифракційна решітка з періодом 1/100 мм або 1/50 мм.

Схема установки:

1. Тримач.

2. Чорний екран.

   Вузька вертикальна щілина.

Мета роботи: експериментальне визначення світлової хвилі за допомогою дифракційної решітки.

Теоретична частина:

Дифракційна решітка являє собою сукупність великого числа дуже вузьких щілин, розділених непрозорими помежуткамі.

джерело

Довжина хвилі визначається за формулою:

Де d - період решітки

k - порядок спектра

Кут, під якому спостерігається максимум світла

Рівняння дифракційної решітки:

Оскільки кути, під якими спостерігається максимуми 1-го і 2-го порядків, не перевищують 5, можна замість синусів кутів використовувати їх тангенси.

отже,

відстань а відраховують по лінійці від решітки до екрана, відстань b - за шкалою екрана від щілини до вибраної лінії спектра.

Остаточна формула для визначення довжини хвилі має вигляд

У цій роботі похибку вимірювань довжин хвиль не оцінюється через певну невизначеність вибору середини частини спектра.

Приблизний хід роботи:

b \u003d 8 см, a \u003d 1 м; k \u003d 1; d \u003d 10 -5 м

(червоний колір)

d - період решітки

Висновок: Вимірявши експериментально довжину хвиль червоного світла за допомогою дифракційної решітки, ми прийшли до висновку, що вона дозволяє дуже точно виміряти довжини світлових хвиль.

урок 43

Урок 43. Лабораторна робота 7

Вимірювання прискорення тіла

бригада ____________________

____________________

Мета дослідження: виміряти прискорення руху бруска за прямим похилому жолобу.

Прилади й матеріали:штатив, напрямна рейка, каретка, вантажі, датчики часу, електронний секундомір, поролонова підставка.

Теоретичне обґрунтування роботи:

Визначення прискорення тіла будемо проводити за формулою:, де v 1 і v 2 миттєві швидкості тіла в точках 1 і 2, виміряні в моменти часу t 1 і t 2, відповідно. За вісь Х виберемо лінійку, розташовану уздовж направляючої рейки.

Хід роботи:

1. Виберемо на лінійці дві точки х 1 і х 2, в яких будемо вимірювати миттєві швидкості і занесемо їх координати в Таблицю 1.

Таблиця 1.

3. Встановимо датчики вимірювання часу спочатку в точках х 1 і х '1, запустимо каретку і запишемо виміряний інтервал часу проходження каретки між датчиками Δ t 1 в таблицю.

4. Повторимо вимір для інтервалу Δ t 2 , часу за яке каретка проходить між точками х 2 і х '2, встановивши датчики в ці точки і запустивши каретку. Дані також занесемо в таблицю.

5. Визначимо миттєві швидкості v 1 іv 2 в точкахх 1 і х 2, а так само зміна швидкості між точками Δ v, дані заносимо в таблицю.

6. Визначимо інтервал часу Δ t \u003d T 2 - t 1, яке витратить каретка на проходження відрізка між точками х 1 і х 2. Для цього розташуємо датчики в точках х 1 і х 2, і запустимо каретку. Час, показане секундоміром, заносимо в таблицю.

7. Розрахуємо прискорення каретки а за формулою. Отриманий результат занесемо в останній рядок таблиці.

8. Робимо висновок, з яким рухом ми маємо справу.

Висновок: ___________________________________________________________

___________________________________________________________________

9. Акуратно розбираємо установку, здаємо роботу, і з почуттями виконаного обов'язку і власної гідності залишаємо клас.

Лабораторна робота з фізики №7

Учениці 11 класу «Б» Садиковою Марії

Спостереження суцільного і лінійного спектрів.

устаткування: проекційний апарат, спектральні трубки з воднем, неоном або гелієм, високовольтний індуктор, джерело живлення, штатив, з'єднувальні дроти, скляна пластина зі скошеними гранями.

Мета роботи: за допомогою необхідного обладнання спостерігати (експериментально) суцільний спектр, неоновий, гелевий або водневий.

Хід роботи:

Володіємо пластину горизонтально перед оком. Крізь грані спостерігаємо на екрані зображення розсувний щілини проекційного апарату. Ми бачимо основні кольори отриманого суцільного спектра в наступному порядку: фіолетовий, синій, блакитний, зелений, жовтий, помаранчевий, червоний.

Даний спектр безперервний. Це означає, що в спектрі представлені хвилі всіх довжин. Таким чином, ми з'ясували, що суцільні спектри дають тіла, що знаходяться в твердому або рідкому стані, а також сильно стиснуті гази.

Ми бачимо безліч кольорових ліній, розділених широкими темними смугами. Наявність лінійного спектра означає, що речовина випромінює світло тільки цілком певної довжини хвилі.

Водневий спектр: фіолетовий, блакитний, зелений, оранжевий.

Найбільш яскравою є помаранчева лінія спектра.

Спектр гелію: блакитний, зелений, жовтий, червоний.

Найбільш яскравою є жовта лінія.

Грунтуючись на нашому досвіді, ми можемо зробити висновок, що лінійчатих спектри дають всі речовини в газоподібному стані. У цьому випадку світло випромінюють атоми, які практично не взаємодіють один з одним. Ізольовані атоми випромінюють строго певні довжини хвиль.

урок 37

урок42 . Лабораторна робота №5.

Залежність сили електромагніта від сили струму

бригада ___________________

___________________

Мета роботи:Встановити залежність між силою струму, що протікає по котушці електромагніту, і силою, з якою електромагніт притягує металеві предмети.

Прилади й матеріали:котушка з сердечником, амперметр, змінний опір (реостат), динамометр, блок живлення, цвях, з'єднувальні дроти, ключ, штатив з власником, металева підставка під магнітні деталі.

Х од роботи:

1. Зберіть установку, показану на малюнку. Закріпіть лапку держателя у верхній частині штатива. У тримачі затисніть верхню частину динамометра, як показано на малюнку. Прив'яжіть до цвяха нитку, так щоб вона потрапила в поглиблення на гострому кінці цвяха і не зіскакувала з нього. З протилежного боку нитки зробіть петлю і повісьте цвях на гачок динамометра.

Запишіть показання динамометра. Це вага цвяха, він вам знадобиться при вимірюванні сили магніту:

3. Зібрати електричне коло, показану на малюнку. Харчування не включати, поки викладач не перевірити правильність складання.

4. Замкнути ключ і, обертаючи реостат від максимального лівого до максимального правого положення визначити діапазон зміни струму ланцюга.

Струм змінюється від ___ А до ____ А.

5. Виберіть три значення струму, максимальне і два менших і занесіть

Їх у другій стовпець таблиці. Ви проведете три досвіду з кожним значенням струму.

6. Заблокуйте ланцюг і встановіть на амперметр за допомогою реостата першу вибрану вами значення струму.

7. Доторкніться сердечником котушки до капелюшку висить на динамометрі цвяха. Гвоздь прилип до сердечника. Опускайте котушку вертикально вниз і стежте за показаннями динамометра. Запам'ятайте показання динамометра в момент відриву котушки і занесіть його в колонку F 1.

8. Повторіть ще два рази досвід з цією силою струму. Значення сили на динамометрі в момент відриву цвяха занесіть в колонки F 2 і F 3. Вони можуть трохи відрізнятися від першого через неточності вимірювання. Знайдіть середнє магнітної сили котушки по формулі F cp \u003d (F 1 + F 2 + F 3) / 3 і занесіть колонку «Середня сила».

9. Динамометр показував значення сили дорівнює загальній кількості ваги цвяха і магнітної сили котушки: F \u003d P + F M. Звідси сила котушки дорівнює F M \u003d F - P. Відніміть з F cp вага цвяха Р і результат запишіть в колонку «Магнітна сила».

10. Повторіть досліди двічі з іншими силами струму і заповніть залишилися осередки таблиці.

I, A 1. Побудуйте графік залежності магнітної сили F M від сили струму I.

швидкості устаткування ... лабораторніроботи Нова лабораторнаробота Тема 4 лабораторнаробота №6. Вимірювання природного ...

мета - визначити момент інерції тіла методом крутильних коливань.

Прилади й матеріали: Вимірювальна установка, набір тіл, секундомір.

Опис установки і методу вимірювання

Вимірювальна установка являє собою круглий диск, підвішений на пружної сталевої дроті і призначений для приміщення тел, момент інерції яких слід визначити (рис. 8.1).

Мал. 8.1

Прилад центрується за допомогою двох рухомих вантажів, закріплених на диску. Повертаючи диск приладу на деякий кут навколо вертикальної осі, закручують сталевий підвіс.

При повороті тіла на кут  дріт закручується і виникає момент сил M, Який прагне повернути тіло в положення рівноваги. Експеримент показує, що в досить широких межах момент сил М пропорційний куту закручування  , Т. Е.
(Порівняйте: пружна сила
). Відпускають диск, надаючи йому можливість здійснювати крутильні коливання. Період крутильних коливань визначається виразом
, де f - модуль кручення; J - момент інерції коливної системи.

для приладу
. (8.1)

Рівність (8.1) містить дві невідомі величини f і J пр . Тому необхідно повторити досвід, попередньо помістивши на диск установки еталонне тіло з відомим моментом інерції. Як еталон взято суцільний циліндр, момент інерції якого J пов .

Визначивши новий період коливань приладу з еталоном, складаємо рівняння, аналогічне рівнянню (8.1):

. (8.2)

Вирішуючи систему рівнянь (8.1) і (8.2), визначаємо модуль крутіння f і момент інерції приладу J пр при даному положенні вантажів. (Висновок розрахункових формул для f і J пр зробіть самостійно при підготовці до лабораторної роботи і приведіть його в звіті). Знявши еталон, поміщають на диск приладу тіло, момент інерції якого щодо осі приладу потрібно визначити. Установку центрируют і знову визначають період крутильних коливань T 2 , Який в цьому випадку запишеться у вигляді

. (8.3)

знаючи і f, Розраховують момент інерції тіла щодо осі приладу на підставі формули (8.3).

Дані всіх вимірювань і розрахунків заносять в табл. 8.1.

Таблиця 8.1

Вимірювані і розрахункові величини для визначення моменту інерції методом крутильних коливань

Завдання 1. Визначення періодів крутильних коливань приладу, приладу з еталоном, приладу з тілом

1. Виміряти секундоміром час t пр 20-30 повних коливань приладу і визначити
.

2. Досвід повторити 5 разів і визначити < T пр > .

3. Помістити на диск приладу еталон і аналогічно визначити < T 1 >.

4. Помістити на диск приладу тіло, установку відцентрувати, визначити < T 2 > .

Результати вимірювань занести в табл. 8.1

На даному уроці ми будемо розглядати практичне застосування отриманих знань на прикладі проведення лабораторної роботи з фізики з метою вимірювання питомої теплоємності твердого тіла. Ми познайомимося з основним обладнанням, яке буде необхідно для проведення даного досвіду, і розглянемо технологію проведення практичних робіт по вимірюванню фізичних величин.

1. Помістимо металевий циліндр в склянку з гарячою водою і виміряємо термометром її температуру. Вона буде дорівнювати температурі циліндра, т. К. Через певний час температури води і циліндра зрівняються.

2. Потім наллємо в калориметр холодну воду і виміряємо її температуру.

3. Після цього помістимо прив'язаний на нитці циліндр в калориметр з холодною водою і, помішуючи в ньому воду термометром, виміряємо сталу в результаті теплообміну температуру (рис. 6).

Мал. 6. Хід виконання лабораторної роботи

Виміряна встановилася кінцева температура в калориметр і інші дані дозволять нам розрахувати питому теплоємність металу, з якого виготовлений циліндр. Обчислювати шукану величину ми будемо виходячи з того, що, остигаючи, циліндр віддає рівно така ж кількість теплоти, що і отримує вода при нагріванні, відбувається так званий теплообмін (рис. 7).

Мал. 7. Теплообмін

Відповідно отримуємо наступні рівняння. Для нагріву води необхідно кількість теплоти:

, Де:

Питома теплоємність води (таблична величина),;

Маса води, яку можна визначити за допомогою ваг, кг;

Кінцева температура води і циліндра, виміряна за допомогою термометра, o;

Початкова температура холодної води, виміряна за допомогою термометра, o.

При охолодженні металевого циліндра виділиться кількість теплоти:

, Де:

Питома теплоємність металу, з якого виготовлений циліндр (шукана величина),;

Маса циліндра, яку можна визначити за допомогою ваг, кг;

Температура гарячої води і, відповідно, початкова температура циліндра, виміряна за допомогою термометра, o;

Кінцева температура води і циліндра, виміряна за допомогою термометра, o.

Зауваження.В обох формулах ми віднімаємо з більшою температури меншу для визначення позитивного значення кількості теплоти.

Як було зазначено раніше, в процесі теплообміну кількість теплоти, отримане водою, дорівнює кількості теплоти, яке віддав металевий циліндр:

Отже, питома теплоємність матеріалу циліндра:

Отримані результати в будь-який лабораторній роботі зручно записувати в таблицю, причому проводити для отримання усередненого максимально точно наближеного результату кілька вимірів і обчислень. У нашому випадку таблиця може виглядати приблизно так:

висновок:обчислене значення питомої теплоємності матеріалу циліндра.

Сьогодні ми розглянули методику проведення лабораторної роботи з вимірювання питомої теплоємності твердого тіла. На наступному уроці ми поговоримо про виділення енергії при згорянні палива.

Список літератури

1. Генденштейн Л.Е, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. / Под ред. Орлова В.А., Ройз І.І. Фізика 8. - М .: Мнемозина.
2. Перишкін А.В. Фізика 8. - М .: Дрофа, 2010 року.
3. Фадєєва А.А., Засов А.В., Кисельов Д.Ф. Фізика 8. - М .: Просвещение.

1. Інтернет-портал «5terka.com» ()
2. Інтернет-портал «k2x2.info» ()
3. Інтернет-портал «youtube.com» ()

Домашнє завдання

1. На якому з етапів проведення лабораторної роботи є ймовірність отримати найбільшу похибку вимірювань?
2. Якими повинні бути матеріали і пристрій калориметр для отримання найбільш точних результатів вимірювань?
3. * Запропонуйте свою методику вимірювання питомої теплоємності рідини.