3 Методичні вказівки щодо виконання лабораторних робіт

1. Правила техніки безпеки при проведені лабораторних робіт

Дослідження роботи електричних схем однозначно пов'язане із застосуванням підвищених напруг. Тому, виконуючи лабораторні роботи, необхідно дотримуватися правил техніки безпеки:

• приступаючи до роботи, варто ознайомитися із джерелами електроживлення, способами їхнього увімкнення та вимикання;

• після закінчення складання схеми викладач або лаборант повинен її перевірити та дати дозвіл на включення джерел живлення;

• забороняється доторкатися руками до затискачів, що перебувають під напругою. Наявність напруги на затискачах приладів або елементів схеми варто перевіряти тільки вимірювальним приладом;

• всі зміни в схемі або усунення причин її несправності можна робити тільки після повного відключення джерел живлення;

• після закінчення вимірів, отримані результати варто показати викладачеві і, одержавши дозвіл, приступити до розбирання досліджуваної схеми. Забороняється розбирати схему, якщо вона не відключена від джерел живлення.

3.2. Підготовка до лабораторної роботи та її захист

Перед виконанням лабораторної роботи курсант (студент) повинен знати теоретичну частину лабораторної роботи, орієнтуватися в фізичних величинах, знати систему одиниць СІ, чітко уявляти хід виконання лабораторної роботи, знати правила техніки безпеки при проведенні лабораторної роботи.

Лабораторна робота № 1

Тема роботи: „ Визначення густини твердих тіл “

Мета роботи: Набуття навичок вимірювання мас і розмірів тіл та обробки результатів прямих і непрямих вимірювань.

Обладнання:

1. Терези.

2. Штангенциркуль.

3. Мікрометр.

4. Лінійка.

5. Набір твердих тіл для вимірювань.

Короткі теоретичні положення

Густина, питома маса — маса тіла одиничного об'єму, характеризує кожну речовину. Визначається як відношення маси речовини m до займаного ним об'єму V. Таким чином, густина:

де m – маса вимірюваного тіла, V – його об’єм.

Для сипких і пористих тіл розрізняють справжню густину — без урахування порожнин і явну густину — відношення маси речовини до всього займаного об'єму.

Як правило, в разі зменшення температури густина збільшується, але є речовини, чия густина в певних температурних діапазонах веде себе інакше, наприклад, вода і чавун.

В разі зміни агрегатного стану густина змінюється стрибкоподібно.

Найбільшу густину у Всесвіті мають чорні діри (ρ ≈ 10¹⁴ кг/м³) і нейтронні зорі (ρ ≈ 10¹¹ кг/м³). Найнижчу густину має міжгалактичне середовище (ρ ≈ 10^-33 кг/м³).

В астрономії більше значення має середня густина небесних тіл, за нею можна приблизно визначити склад цього тіла.

Порядок проведення лабораторної роботи:

1. За допомогою терезів визначити масу бруска.

2. Виміряти розміри бруска: довжина (a), ширина (b), висота (c) та його масу (m₁).

3. Обчислити значення густини ρ₁ за формулою, де V дорівнює добутку значень a, b, та c.

4. Зробити ще два виміри розмірів бруска та знайти густину.

5. Визначити похибки:

5.1 Визначити середнє значення ρ₁:

.

5.2 Визначити абсолютну похибку Δ для кожного обчисленого значення ρ₁:

.

5.3 Визначити середню абсолютну похибку :

.

5.4 Визначити відносну похибку δ вимірювання ρ₁:

.

6. Виміряти розміри стержня та його масу: h (висота), d (діаметр), m₂ (маса).

7. Обчислити значення густини ρ₂ стержня за формулою, де V дорівнює добутку числа π на квадрат діаметра, та на висоту.

8. Зробити ще два виміри розмірів стержня та обчислити густину на основі отриманих даних.

9. Визначити похибки:

9.1 Визначити середнє значення ρ₂:

.

9.2 Визначити абсолютну похибку Δ для кожного обчисленого значення ρ₂:

.

9.3 Визначити середню абсолютну похибку :

.

9.4 Визначити відносну похибку δ вимірювання ρ₂:

.

10. Занести отримані результати обчислень в таблицю:

    № досл.	m1, кг	a, м	b, м	c, м	ρ1, кг/м^2	, кг/м^2	δ
    1 ... 3
    № досл.	m2, кг	h, м	d, м	ρ2, кг/м^2		, кг/м^2	δ
    1 ... 3

11. Написати висновки.

Оформлення роботи

Звіт з виконання лабораторної робити роботи повинен мати в собі: титульний лист, короткі тезиси з теорії, дані вимірювань, обчислення, таблицю з результатами обчислень, висновки. Якщо звіт оформлюється рукописно, то необхідно звернути увагу на каліграфію при письмі.

Захист роботи:

1. Пояснити, чому густина вимірюється в кг/м²?

2. При зменшенні температури, густина, як правило, …?

3. Чи може рідке тіло мати більшу густину за тверде тіло?

4. Що у Всесвіті має найменшу густину?

5. А найбільшу?

Лабораторна робота № 2

Тема роботи: „ Визначення прискорення тіла при рівноприскореному русі “

Мета роботи: Обчислити прискорення, з яким рухається кулька по похилому жолобу.

Обладнання:

1. Вимірювальна стрічка.

2. Секундомір.

3. Жолоб.

4. Штатив з муфтою та лапкою.

5. Металевий брусочок.

Короткі теоретичні положення

Рівноприскорений рух – рух матеріальної точки, при якому її прискорення залишається сталим. Частковим випадком рівноприскореного руху є рівносповільнений рух, який відбувається тоді, коли напрямки початкової швидкості і прискорення протилежні.

Прикладом рівноприскореного руху може бути рух тіла в полі сталого земного тяжіння при умовах, коли опором повітря можна знехтувати.

При одновимірному рівноприскореному русі швидкість тіла змінюється з часом лінійно за законом:

,

де v – швидкість, v₀ – швидкість у початковий момент часу, а – прискорення, t – час.

Переміщення визначається за такою формулою:

,

де x₀ – початкова координата, v₀ – початкова швидкість.