- •Оглавление
- •Введение
- •Указания по выполнению лабораторных работ
- •Правила техники безопасности в учебнох лабораториях
- •Глава 1. Механика Лабораторная работа №1 статистическая обработка результатов измерений
- •Введение
- •3. Вычисляем среднее значение:
- •5. Вычисляем среднеквадратичное отклонение:
- •7. Вычисляем абсолютную ошибку измерения:
- •Для полной характеристики точности эксперимента определяют кроме абсолютной ошибки еще и относительную ошибку эксперимента, которую выражают зачастую в относительных процентах:
- •2. Записываем расчетную формулу:
- •И выводим формулу для вычисления абсолютной ошибки:
- •6. По формуле (5) вычисляем относительную ошибку.
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №2 скатывание тела по наклонной плоскости
- •Введение Движение тела в поле силы подчиняется второму закону Ньютона:
- •При равенстве нулю начальной скорости и координаты уравнения (1) примут вид
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •8. Вычислить (и записать в шестую строку) шесть моментов времени tcpi, с которыми ассоциируются величины Vcpi:
- •Результаты эксперимента по изучению равноускоренного движения
- •Лабораторная работа №3 скольжение тела по наклонной плоскости
- •Введение
- •И соответственно:
- •Из полученного выражения выразим коэффициент трения скольжения:
- •Порядок выполнения работы
- •7. Вычислить и занести в таблицу значения изменения скорости ∆VI и ускорения ai по формулам:
- •Лабораторная работа №4 движение тел вращения по наклонной плоскости
- •Введение
- •С учетом того, что уравнение (13) перепишем в виде:
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты эксперимента по определению потерь на вращение
- •11. Вычислить и занести в таблицу значения скорости тела VI и коэффициентов потерь энергии на вращение по формулам:
- •Лабораторная работа №5 поступательное движение тела в гравитационном поле земли
- •Введение
- •В общем случае для тела находящегося на поверхности Земли можно считать, что сила тяжести и сила гравитационного тяготения равны между собой:
- •Равноускоренное движение характеризуется линейным изменением скорости и параболическим изменением пройденного пути со временем: :
- •Описание установки
- •Измеренные с помощью датчиков временных интервалов средние скорости v1 и v2 вычисляются:
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №6 неупругий удар двух тел
- •Введение
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты измерений временных интервалов
- •Результаты расчета скоростей и погрешности эксперимента
- •Лабораторная работа №7 механические колебания маятника
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты эксперимента по определению периода колебаний маятника
- •Изучение малых колебаний маятника
- •Описание установки
- •Методика измерений момента инерции
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №9 определение скорости «пули» с помощью крутильно-баллистического маятника
- •Описание установки
- •Методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №10 изучение основного уравнения динамики вращательного движения на маятнике обербека
- •Введение
- •Методика измерений
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №11 определение момента инерции маятника максвелла
- •Введение
- •Методика измерений
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 13 изучение колебаний связанных маятников
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Глава 2. Электричество Лабораторная работа № 14 закон ома для участка цепи
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 16 Изучение зависимости сопротивления металла от температуры
- •Введение
- •Методика измерений
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 17. Определение удельного сопротивления проводника
- •Описание экспериментальной установки
- •Лабораторная работа № 18 Закон Ома для полной цепи. Определение емкости химического источника тока
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
Лабораторная работа №2 скатывание тела по наклонной плоскости
Цель работы: изучение равноускоренного движения тела при скатывании по наклонной плоскости.
Введение Движение тела в поле силы подчиняется второму закону Ньютона:
|
|
где – ускорение тела, – сила, действующая на тело и m – масса. Скорость и ускорение тела, определяются:
, . |
|
где – перемещение и – скорость тела. При постоянной силе, действующей на тело, и неизменной массе, ускорение тела остается постоянным. Этот вид движения называют равноускоренным. Тело за равные промежутки времени изменяет скорость на одинаковую величину, а перемещение тела изменяется по квадратичному закону:
, . |
(6) |
где и – начальные координата и скорость. На графике зависимость скорости от времени при равноускоренном движении изображается прямой линией, а зависимость перемещения (координаты) от времени – параболой.
При равенстве нулю начальной скорости и координаты уравнения (1) примут вид
, . |
(8) |
Определяя экспериментально зависимость S(t), можно определить V(t) путем однократного численного дифференцирования, а ускорение двукратным дифференцированием.
Описание установки
Наклонная направляющая имеет восемь пар «излучатель–приемник». Тело, пересекая поток света первой пары, запускает семь датчиков времени, расположенных в индикаторе. Пересекая поток света второй пары, тело останавливает первый счетчик, фиксируя время t1 прохода участка длиной Δ1=70 мм, третьей пары – второй счетчик, фиксирующий время t2 прохода двух участков общей длиной Δ2=140 мм и т.д. до последней восьмой пары, которая останавливает седьмой счетчик, фиксирующий время t7 прохода телом пути Δ7 =490 мм. Расстояния между парами одинаковые и равны 70 мм.
Расчет средней скорости Vcpi на участках одинаковой длины ΔS=70 мм и моментов времени tcpi, с которыми ассоциируются величины средней скорости согласно (2) может быть проведен по формулам:
, |
(9) |
Здесь i = 1,2,...,7 – номер участка.
Типичные зависимости V(tcpi) и S(ti) приведены на рис. l.
Возможные отклонения теоретических и экспериментальных значений скорости движения тела по наклонной плоскости обусловлены наличием трения тела о направляющую, инерции вращения, геометрических и весовых погрешностей.
Порядок выполнения работы
1. Подключить разъемы блока питания и направляющей к семипозиционному индикатору.
2. Включить блок питания индикатора в сеть 220 В. Загорится первый индикатор.
3. Установить по транспортиру требуемый угол наклона направляющей. Рекомендуемый диапазон углов: 15–300.
4. Установить тело к верхнему упору направляющей.
5. Осуществить скатывание три раза.
6. Записать показания индикаторов в табл. 4 (в вторую, третью и четвертую строки).
7. Вычислить осредненные значения показаний ti (и записать их в пятую строку табл. 4).