ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра физики

П О Р Т Ф О Л И О

( зачет 1 – ый семестр)

Студента группы СУС – 12

__________________________________________

ИЗУЧАЕМЫЕ РАЗДЕЛЫ KУРСА

* Механика

* Электромагнитное поле в вакууме

* Электрические и магнитные свойства вещества

* Колебательные процессы.

Внимание! Программа рассчитана на 180 часов, из них 108 часов аудиторных занятий и 72 часа самостоятельной домашней работы, что означает необходимость тратить на подготовку к занятиям по физике не менее 4 часов каждую неделю. При возникновении затруднений используйте консультации преподавателя (см. расписание консультаций)

Содержание:

1. Отчеты по лабораторным работам №№ 120, 102, 209, 205

2. Домашние контрольные работы

   1. Электрические и магнитные свойства вещества

   2. Колебательные процессы

3. Тесты

   1. Кинематика

   2. Динамика

   3. Законы сохранения

   4. Электростатическое поле

   5. Магнитное поле

ЗабГУ, кафедра физики

Группа______________

Ф.И.О._______________

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 120

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ МЕТОДОМ СТОКСА

Схема установки: Рабочая формула:

Таблица измерений

Радиус шарика R =___________ Путь, пройденный шариком L =___________

№ опыта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Время t

Среднее время :______________________

Дата_____________________ Подпись преподавателя___________

Расчет искомой величины (до 3-х значащих цифр):

Формула и расчет случайной погрешности времени (до 2-х значащих цифр):

Формула и расчет полной погрешности времени (до 2-х значащих цифр):

Погрешности прямых измерений

Величина	Приборная погрешность	Случайная погрешность	Полная погрешность	Полная относительная
Радиус шарика R
Путь ,пройденный шариком L
Время t

Погрешности косвенных измерений

Вывод формулы для расчета погрешности косвенных измерений

Расчет погрешности косвенных измерений для коэффициента вязкости

( до 2-х значащих цифр)

Окончательные результаты ( в стандартной форме, округленные по правилам)

Оценка правдоподобности результатов эксперимента:

Оценка отчета подпись преподавателя____________

ЗабГУ , кафедра физики

Группа______________

Ф.И.О. ______________

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №102

ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНОГО ЗАКОНА ДИНАМИКИ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

Схема установки: Рабочие формулы:

Таблица измерений

Радиус шкива_____________ Высота, с которой опускается груз___________

Масса груза	Время опускания	Среднее время	Угловое ускорение	Погрешность ускорения	Момент силы	Погрешность момента сил

Дата______________________ Подпись преподавателя________________________

Пример расчета искомых величин (до 4-х значащих цифр):

Формула и пример расчета случайной погрешности времени (до 2-х значащих цифр):

Формула и пример расчета полной погрешности времени (до 2-х значащих цифр):

Погрешности прямых измерений

Величина	Приборная погрешность	Случайная погрешность	Полная погрешность	Полная относительная
Масса груза m
Радиус r
Высота h
Время t1
Время t2
Время t3
Время t4

Погрешности косвенных измерений

Вывод формул для расчета погрешности косвенных измерений углового ускорения и момента силы натяжения нити:

(При выводе формулы для погрешности момента силы принять приближенно М=mgr)

Пример расчета погрешности косвенных измерений для углового ускорения

( до 2-х значащих цифр)

Пример расчета погрешности косвенных измерений для момента силы

( до 2-х значащих цифр)

Окончательные результаты ( в стандартной форме, округленные по правилам)

ε ₁ = ε₃ =

М₁ = М₃ =

ε ₂ = ε₄ =

М₂= М₄=

График зависимости углового ускорения от момента силы натяжения нити

( выполнить на миллиметровой бумаге)

Оценка правдоподобности результатов эксперимента:

Оценка отчета подпись преподавателя____________

ЗабГУ, кафедра физики

Группа______________

Ф.И.О._______________

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 209

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ НАПРЯЖЕННОСТИ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ

Схема установки: Рабочая формула:

Таблица измерений

Радиус витка R =___________ Количество витков n=___________ Расстояние от плоскости витков до оси магнитной стрелки h =___________

№ опыта	1	2	3	4	5	6
Угол отклонения стрелки
Сила тока, мА

Среднее значение угла :_____________Среднее значение силы тока_______________

Дата_____________________ Подпись преподавателя___________

Расчет искомой величины (до 3-х значащих цифр):

Формула и расчет случайной погрешности угла и силы тока (до 2-х значащих цифр):

Формула и расчет полной погрешности угла и силы тока (до 2-х значащих цифр):

Погрешности прямых измерений

Величина	Приборная погрешность	Случайная погрешность	Полная погрешность	Полная относительная
Угол отклонения стрелки			(рад.)
Сила тока

Погрешности косвенных измерений

Вывод формулы для расчета погрешности косвенных измерений Н₀

(погрешностями R и h пренебречь)

Расчет погрешности косвенных измерений для Н₀ ( до 2-х значащих цифр)

Окончательные результаты ( в стандартной форме, округленные по правилам)

Оценка правдоподобности результатов эксперимента:

Оценка отчета подпись преподавателя____________

ЗабГУ, кафедра физики

Группа______________

Ф.И.О._______________

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 205

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА САМОИНДУКЦИИ КАТУШКИ И СДВИГА

ФАЗ МЕЖДУ ТОКОМ И НАПРЯЖЕНИЕМ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Схема установки: Рабочие формулы:

R_a = Z =

L = φ =

Таблица измерений

	I, мА	U, В	R, Ом
Постоянный ток
	I, мА	U, В	Z, Ом
Переменный ток без сердечника
Переменный ток с сердечником

Дата_____________________ Подпись преподавателя___________

Расчет искомых величин (до 3-х значащих цифр):

L₁ = L₂ =

φ ₁ = φ ₂ =

Погрешности прямых измерений

Величина	Приборная погрешность	Полная погрешность	Полная относительная
Сила тока (пост.)	∆І=	∆І =
Сила тока (перем.)	∆І1= ∆І2=	∆І1= ∆І2=
Напряжение (пост.)	∆U=	∆U=
Напряжение (перем.)	∆U1= ∆U2=	∆U1= ∆U2=

Погрешности косвенных измерений

Вывод формулы для расчета погрешности косвенных измерений R и Z

Расчет погрешности косвенных измерений для R , Z ₁ и Z ₂ ( до 2-х значащих цифр)

Вывод формулы для расчета погрешности косвенных измерений L и φ

Расчет погрешности косвенных измерений для L и φ ( до 2-х значащих цифр)

Окончательные результаты ( в стандартной форме, округленные по правилам)

Катушка без сердечника : L = φ =

Катушка с сердечником : L = φ =

Оценка правдоподобности результатов эксперимента:

ТИПЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ

Тема: KИНЕМАТИKА

1-ый тип. Определение особенностей движения по информации о

тангенциальном и нормальном ускорениях

2-ой тип. Связь тангенциального, нормального и полного ускорений и

их направлений

3-ий тип. Кинематические законы в аналитической и графической

форме

4-ый тип. Кинематические законы в графической форме

(преобразование графиков)

5-ый тип. Связь угловых и линейных характеристик

6-ой тип Анализ функциональных зависимостей

Тема: ДИНАМИKА

1-ый тип. Определение характера движения тела по действующим силам.

2-ой тип. Связь между характером движения и действующей силой при

графическом представлении информации.

3-ий тип. Второй закон Ньютона для поступательного движения

(расчетная задача)

4-ый тип. Сравнение моментов инерции разных тел . Теорема Штейнера

5-ый тип. Момент силы, его направление. Сравнение нескольких

моментов сил.

6-ой тип. Второй закон Ньютона для вращательного движения

(расчетная задача).

Тема : ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ

1-ый тип. Понятия: импульс тела, момент импульса тела, кинетическая

энергия поступательного и вращательного движений.

2-ой тип. Потенциальная энергия. Работа потенциальных сил

3-ий тип. Работа силы и работа момента силы. Теорема об изменении

полной механической энергии

4-ый тип. Закон сохранения механической энергии

5-ый тип. Теорема об изменении импульса и момента импульса

6-ой тип. Законы сохранения импульса и момента импульса

Тема: ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

1-ый тип. Напряженность и потенциал

2-ой тип. Принцип суперпозиции для электрических полей

3-ий тип. Связь между напряженностью и разностью потенциалов

4-ый тип. Работа в электрическом поле

5-ый тип. Поток и циркуляция вектора Е. Свойства Эл. поля.

6-ой тип. Теорема Остроградского – Гаусса для электростатического

поля

Тема: МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

1-ый тип. Индукция магнитного поля.

2-ой тип. Принцип суперпозиции для магнитных полей

3-ий тип. Поток и циркуляция вектора В . Свойства магнитного и

электрического полей . Работа в магнитном поле

4-ый тип. Сила Ампера и сила Лоренца

5-ый тип. Явление электромагнитной индукции

6-ой тип. Единицы измерения магнитных величин

ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра физики

Группа______________

Ф.И.О._______________

Т Е С Т № 1 КИНЕМАТИКА

№ вопроса	1	2	3	4	5	6
№ № ответов

Р Е ШЕ Н И Я :

ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра физики

Группа______________

Ф.И.О._______________

Т Е С Т № 2 ДИНАМИКА

№ вопроса	1	2	3	4	5	6
№ № ответов

Р Е ШЕ Н И Я :

ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра физики

Группа______________

Ф.И.О._______________

Т Е С Т № 3 ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ

№ вопроса	1	2	3	4	5	6
№ № ответов

Р Е ШЕ Н И Я :

ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра физики

Группа______________

Ф.И.О._______________

Т Е С Т № 4 ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

№ вопроса	1	2	3	4	5	6
№ № ответов

Р Е ШЕ Н И Я :

ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра физики

Группа______________

Ф.И.О._______________

Т Е С Т № 5 МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

№ вопроса	1	2	3	4	5	6
№ № ответов

Р Е ШЕ Н И Я :

ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

Вариант № 1

1. Чем отличаются молекулы полярных и неполярных диэлектриков с точки зрения особенностей их строения? Что происходит с ними при помещении диэлектрика в электростатическое поле?

2. Что произойдет с энергией магнитного поля, если в катушку ввести сердечник из ферромагнитного материала, поддерживая при этом постоянную силу тока в катушке? Обоснуйте ответ.

3. Плоский воздушный конденсатор зарядили и отключили от источника. После этого между обкладками ввели слюдяную пластинку (ε = 7). Как и во сколько раз при этом изменились

А) ёмкость конденсатора,

Б) напряженность электрического поля внутри конденсатора,

В) заряд на обкладках конденсатора,

Г) разность потенциалов,

Д) энергия электрического поля в конденсаторе?

4. Напишите формулы, связывающие сопротивление проводника, индуктивность проводника и емкость конденсатора с геометрическими размерами тел. Укажите область применимости для каждой из записанных формул. Отметьте в таблице факторы, влияющие на указанные характеристики проводников.

Факторы, влияющие на указанную характеристику:	Сопротивление проводника	Индуктивность проводника	Электроёмкость проводника
Геометрические размеры проводника
Форма проводника
Материал, из которого изготовлен проводник
Диэлектрическая проницаемость среды, окружающей проводник
Магнитная проницаемость среды, окружающей проводник

ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

Вариант № 2

1. Чем отличаются полярные и неполярные диэлектрики с точки

зрения особенностей строения их молекул? Как эти группы веществ

влияют на характеристики электрического поля?

2. Что произойдет с энергией магнитного поля, если в катушку ввести сердечник из парамагнитного материала, поддерживая при этом постоянную силу тока в катушке? Обоснуйте ответ.

2. Плоский воздушный конденсатор подключен к источнику. Между обкладками вводят слюдяную пластинку (ε = 7). Как и во сколько раз при этом изменяются

А) ёмкость конденсатора,

Б) напряженность электрического поля конденсатора,

В) заряд на обкладках конденсатора,

Г) разность потенциалов,

Д) энергия электрического поля в конденсаторе?

4. Напишите формулы, связывающие сопротивление проводника, индуктивность проводника и емкость конденсатора с геометрическими размерами тел. Укажите область применимости для каждой из записанных формул. Отметьте в таблице факторы, влияющие на указанные характеристики проводников.

Факторы, влияющие на указанную характеристику:	Сопротивление проводника	Индуктивность проводника	Электроёмкость проводника
Геометрические размеры проводника
Форма проводника
Материал, из которого изготовлен проводник
Диэлектрическая проницаемость среды, окружающей проводник
Магнитная проницаемость среды, окружающей проводник

ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

Вариант № 3

1. Чем отличаются атомы (молекулы) диамагнетиков и парамагнетиков с точки зрения особенностей их строения? Что происходит с ними при помещении образца в магнитное поле?

2. Что произойдет с энергией магнитного поля, если в катушку ввести сердечник из диамагнитного материала, поддерживая при этом постоянную силу тока в катушке? Ответ обоснуйте.

3. Плоский конденсатор, заполненный диэлектриком (ε = 4) зарядили и отключили от источника. После этого диэлектрик удалили . Как и во сколько раз при этом изменились

А) ёмкость конденсатора,

Б) напряженность электрического поля внутри конденсатора,

В) заряд на обкладках конденсатора,

Г) разность потенциалов,

Д) энергия электрического поля в конденсаторе?

4. Напишите формулы, связывающие сопротивление проводника, индуктивность проводника и емкость конденсатора с геометрическими размерами тел. Укажите область применимости для каждой из записанных формул. Отметьте в таблице факторы, влияющие на указанные характеристики проводников.

Факторы, влияющие на указанную характеристику:	Сопротивление проводника	Индуктивность проводника	Электроёмкость проводника
Геометрические размеры проводника
Форма проводника
Материал, из которого изготовлен проводник
Диэлектрическая проницаемость среды, окружающей проводник
Магнитная проницаемость среды, окружающей проводник

ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

Вариант № 4

1. Чем отличаются диамагнетики от парамагнетиков с точки зрения особенностей строения их атомов (молекул)? Как эти вещества влияют на характеристики магнитного поля?

2. Что произойдет с энергией магнитного поля, если в катушку ввести сердечник из ферромагнитного материала, поддерживая при этом постоянную силу тока в катушке? Ответ обоснуйте.

3. Плоский конденсатор, заполненный диэлектриком (ε = 4) подключен к источнику. Как и во сколько раз изменятся ниже перечисленные величины, если диэлектрик удалить?

А) ёмкость конденсатора,

Б) напряженность электрического поля внутри конденсатора,

В) заряд на обкладках конденсатора,

Г) разность потенциалов,

Д) энергия электрического поля в конденсаторе?

4. Напишите формулы, связывающие сопротивление проводника, индуктивность проводника и емкость конденсатора с геометрическими размерами тел. Укажите область применимости для каждой из записанных формул. Отметьте в таблице факторы, влияющие на указанные характеристики проводников.

Факторы, влияющие на указанную характеристику:	Сопротивление проводника	Индуктивность проводника	Электроёмкость проводника
Геометрические размеры проводника
Форма проводника
Материал, из которого изготовлен проводник
Диэлектрическая проницаемость среды, окружающей проводник
Магнитная проницаемость среды, окружающей проводник

ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

Вариант № 5

1. Напряженность электрического поля сначала возрастает, а затем убывает до нуля. В это поле помещены два образца: полярного диэлектрика и сегнетоэлектрика. Чем отличаются процессы поляризации в этих образцах?

2. Что произойдет с энергией магнитного поля, если в катушку ввести сердечник из парамагнитного материала, поддерживая при этом постоянную силу тока в катушке? Ответ обоснуйте.

3. Два одинаковых конденсатора соединены параллельно и подключены

к источнику тока с напряжением U. Во сколько раз и как изменятся

электроёмкость системы и суммарная энергия электрического поля

конденсаторов, если один из них заполнить диэлектриком с

диэлектрической проницаемостью ε = 2.

4. Напишите формулы, связывающие сопротивление проводника, индуктивность проводника и емкость конденсатора с геометрическими размерами тел. Укажите область применимости для каждой из записанных формул. Отметьте в таблице факторы, влияющие на указанные характеристики проводников.

Факторы, влияющие на указанную характеристику:	Сопротивление проводника	Индуктивность проводника	Электроёмкость проводника
Геометрические размеры проводника
Форма проводника
Материал, из которого изготовлен проводник
Диэлектрическая проницаемость среды, окружающей проводник
Магнитная проницаемость среды, окружающей проводник

ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

Вариант № 6

1. Индукция магнитного поля сначала возрастает, а затем убывает до нуля. В это поле помещены два образца: парамагнетика и ферромагнетика. Чем отличаются процессы намагничивания в этих образцах?

2. Что произойдет с энергией магнитного поля, если в катушку ввести сердечник из диамагнитного материала, поддерживая при этом постоянную силу тока в катушке? Ответ обоснуйте.

3. Два одинаковых конденсатора соединены последовательно и подключены к источнику тока с напряжением U. Во сколько раз и как изменятся электроёмкость системы и суммарная энергия электрического поля конденсаторов, если один из них заполнить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε = 2.

4. Напишите формулы, связывающие сопротивление проводника, индуктивность проводника и емкость конденсатора с геометрическими размерами тел. Укажите область применимости для каждой из записанных формул. Отметьте в таблице факторы, влияющие на указанные характеристики проводников.

Факторы, влияющие на указанную характеристику:	Сопротивление проводника	Индуктивность проводника	Электроёмкость проводника
Геометрические размеры проводника
Форма проводника
Материал, из которого изготовлен проводник
Диэлектрическая проницаемость среды, окружающей проводник
Магнитная проницаемость среды, окружающей проводник

ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

Вариант № 7

1. Опишите процесс поляризации полярных диэлектриков. Почему диэлектрическая проницаемость для этой группы веществ не может быть меньше единицы?

2. Что произойдет с энергией магнитного поля, если в катушку ввести сердечник из ферромагнитного материала, поддерживая при этом постоянную силу тока в катушке? Ответ обоснуйте.

3. Два одинаковых конденсатора, заполненных диэлектриком (ε = 2), соединены параллельно и подключены к источнику тока с напряжением U. Во сколько раз и как изменятся электроёмкость системы и суммарная энергия электрического поля конденсаторов, если вынуть пластинку диэлектрика из одного из конденсаторов?

4. Напишите формулы, связывающие сопротивление проводника, индуктивность проводника и емкость конденсатора с геометрическими размерами тел. Укажите область применимости для каждой из записанных формул. Отметьте в таблице факторы влияющие на указанные характеристики проводников.

Факторы, влияющие на указанную характеристику:	Сопротивление проводника	Индуктивность проводника	Электроёмкость проводника
Геометрические размеры проводника
Форма проводника
Материал, из которого изготовлен проводник
Диэлектрическая проницаемость среды, окружающей проводник
Магнитная проницаемость среды, окружающей проводник

ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

Вариант № 8

1. Опишите процесс поляризации неполярных диэлектриков. Какие значения может принимать диэлектрическая проницаемость для этой группы веществ и почему?

2. Что произойдет с энергией магнитного поля, если в катушку ввести сердечник из ферромагнитного материала, поддерживая при этом постоянную силу тока в катушке? Ответ обоснуйте.

3. Два одинаковых конденсатора, заполненных диэлектриком (ε = 2), соединены последовательно и подключены к источнику тока с напряжением U. Во сколько раз и как изменятся электроёмкость системы и суммарная энергия электрического поля конденсаторов, если вынуть пластинку диэлектрика из одного из конденсаторов?

4. Напишите формулы, связывающие сопротивление проводника, индуктивность проводника и емкость конденсатора с геометрическими размерами тел. Укажите область применимости для каждой из записанных формул. Отметьте в таблице факторы, влияющие на указанные характеристики проводников.

Факторы, влияющие на указанную характеристику:	Сопротивление проводника	Индуктивность проводника	Электроёмкость проводника
Геометрические размеры проводника
Форма проводника
Материал, из которого изготовлен проводник
Диэлектрическая проницаемость среды, окружающей проводник
Магнитная проницаемость среды, окружающей проводник

ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

Вариант № 9

1. Опишите процесс намагничивания диамагнетиков. Что показывает магнитная проницаемость вещества? Какие значения она может принимать для диамагнетиков?

2. Что произойдет с энергией магнитного поля, если в катушку ввести сердечник из парамагнитного материала, поддерживая при этом постоянную силу тока в катушке? Ответ обоснуйте.

3. Плоскому воздушному конденсатору, имеющему ёмкость С₀, сообщен заряд Q₀. При этом энергия электрического поля внутри конденсатора равна W₀. Чему будет равна ёмкость системы и суммарная энергия поля, если к этому конденсатору параллельно подсоединить точно такой же, но заполненный диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε = 2?

4. Напишите формулы, связывающие сопротивление проводника, индуктивность проводника и емкость конденсатора с геометрическими размерами тел. Укажите область применимости для каждой из записанных формул. Отметьте в таблице факторы, влияющие на указанные характеристики проводников.

Факторы, влияющие на указанную характеристику:	Сопротивление проводника	Индуктивность проводника	Электроёмкость проводника
Геометрические размеры проводника
Форма проводника
Материал, из которого изготовлен проводник
Диэлектрическая проницаемость среды, окружающей проводник
Магнитная проницаемость среды, окружающей проводник

ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

Вариант № 10

1. Опишите процесс намагничивания парамагнетиков. Что показывает магнитная проницаемость вещества? Какие значения она может принимать для парамагнетиков?

2. Что произойдет с энергией магнитного поля, если в катушку ввести сердечник из диамагнитного материала, поддерживая при этом постоянную силу тока в катушке? Ответ обоснуйте.

3. Плоскому воздушному конденсатору, имеющему ёмкость С₀, сообщен заряд Q₀. При этом энергия электрического поля внутри конденсатора равна W₀. Чему будет равна ёмкость системы и суммарная энергия поля, если к этому конденсатору последовательно подсоединить точно такой же, но заполненный диэлектриком с диэлектрической проницаемостью

ε = 2?

4. Напишите формулы, связывающие сопротивление проводника, индуктивность проводника и емкость конденсатора с геометрическими размерами тел. Укажите область применимости для каждой из записанных формул. Отметьте в таблице факторы, влияющие на указанные характеристики проводников.

Факторы, влияющие на указанную характеристику:	Сопротивление проводника	Индуктивность проводника	Электроёмкость проводника
Геометрические размеры проводника
Форма проводника
Материал, из которого изготовлен проводник
Диэлектрическая проницаемость среды, окружающей проводник
Магнитная проницаемость среды, окружающей проводник

ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

Вариант № 11

1. Запишите формулы, определяющие диэлектрическую и магнитную проницаемость вещества. Для каких групп веществ ε > 1; μ > 1? Как эти вещества влияют на характеристики электрического и магнитного поля?

2. Что произойдет с энергией магнитного поля, если в катушку ввести сердечник из диамагнитного материала, поддерживая при этом постоянную силу тока в катушке? Ответ обоснуйте.

3. Плоскому конденсатору с диэлектриком ( ε = 2), имеющему ёмкость С₀, сообщен заряд Q₀ . При этом энергия электрического поля внутри конденсатора равна W₀. Чему будет равна ёмкость системы и суммарная энергия поля, если к этому конденсатору параллельно подсоединить точно такой же, но без диэлектрика ?

4. Напишите формулы, связывающие сопротивление проводника, индуктивность проводника и емкость конденсатора с геометрическими размерами тел. Укажите область применимости для каждой из записанных формул. Отметьте в таблице факторы, влияющие на указанные характеристики проводников.

Факторы, влияющие на указанную характеристику:	Сопротивление проводника	Индуктивность проводника	Электроёмкость проводника
Геометрические размеры проводника
Форма проводника
Материал, из которого изготовлен проводник
Диэлектрическая проницаемость среды, окружающей проводник
Магнитная проницаемость среды, окружающей проводник

ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

Вариант № 12

1. Запишите формулы, определяющие диэлектрическую и магнитную проницаемость вещества. Для каких групп веществ ε > 1; μ < 1? Как эти вещества влияют на характеристики электрического и магнитного поля?

2. Что произойдет с энергией магнитного поля, если в катушку ввести сердечник из диамагнитного материала, поддерживая при этом постоянную силу тока в катушке? Ответ обоснуйте.

3. Плоскому конденсатору с диэлектриком ( ε = 2), имеющему ёмкость С₀, сообщен заряд Q_0. При этом энергия электрического поля внутри конденсатора равна W₀. Чему будет равна ёмкость системы и суммарная энергия поля, если к этому конденсатору последовательно подсоединить точно такой же, но без диэлектрика ?

4. Напишите формулы, связывающие сопротивление проводника, индуктивность проводника и емкость конденсатора с геометрическими размерами тел. Укажите область применимости для каждой из записанных формул. Отметьте в таблице факторы, влияющие на указанные характеристики проводников.

Факторы, влияющие на указанную характеристику:	Сопротивление проводника	Индуктивность проводника	Электроёмкость проводника
Геометрические размеры проводника
Форма проводника
Материал, из которого изготовлен проводник
Диэлектрическая проницаемость среды, окружающей проводник
Магнитная проницаемость среды, окружающей проводник

ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

Вариант № 13

1. Чем отличаются молекулы полярных и неполярных диэлектриков с точки зрения особенностей их строения? Что происходит с ними при помещении диэлектрика в электростатическое поле?

2. Что произойдет с энергией магнитного поля, если в катушку ввести сердечник из ферромагнитного материала, поддерживая при этом постоянную силу тока в катушке? Обоснуйте ответ.

3. Плоский воздушный конденсатор зарядили и отключили от источника. После этого между обкладками ввели парафиновую пластинку (ε = 2). Как и во сколько раз при этом изменились

А) ёмкость конденсатора,

Б) напряженность электрического поля внутри конденсатора,

В) заряд на обкладках конденсатора,

Г) разность потенциалов,

Д) энергия электрического поля в конденсаторе?

4. Напишите формулы, связывающие сопротивление проводника, индуктивность проводника и емкость конденсатора с геометрическими размерами тел. Укажите область применимости для каждой из записанных формул. Отметьте в таблице факторы, влияющие на указанные характеристики проводников.

Факторы, влияющие на указанную характеристику:	Сопротивление проводника	Индуктивность проводника	Электроёмкость проводника
Геометрические размеры проводника
Форма проводника
Материал, из которого изготовлен проводник
Диэлектрическая проницаемость среды, окружающей проводник
Магнитная проницаемость среды, окружающей проводник

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2 КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Вариант № 1

№1. На рисунке изображен график колебаний плотности воздуха в звуковой волне. Определите амплитудное значение плотности воздуха и частоту колебаний. Запишите уравнение колебаний плотности с течением времени.

№2. Материальная точка массой 20 г совершает колебания согласно уравнению:

Х = 7 Sin( 0,5πt + π/ 5 ) см. Определить полную механическую энергию точки.

№3. На рисунке а) приведен график зависимости силы тока в идеальном колебательном контуре от времени. На каком из графиков рисунка б) процесс изменения энергии магнитного поля в катушке показан правильно? Индуктивность катушки равна 0,002 Гн.

№4. Во сколько раз и как изменится период колебаний математического маятника при переносе его c Земли на Луну? (g_з = 6g_л )

№5. В электрическую цепь переменного тока с частотой 50 Гц включены последовательно резистор с сопротивлением 8,4 Ом и идеальная катушка индуктивности ( L = 2* 10^-2 Гн).

Определить полное сопротивление цепи и сдвиг фаз между током и напряжением.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2 КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Вариант № 2

№1. На рисунке изображен график колебаний одной из точек струны. Определите амплитуду и частоту колебаний. Запишите уравнение колебаний смещения точки от положения равновесия с течением времени.

№2. Уравнение колебаний материальной точки имеет вид: х = (2/π) Sin (πt + π/3).

Записать закон изменения скорости с течением времени. Определить скорость в начальный момент времени и период колебаний. №3. На рисунке а) приведен график зависимости силы тока в идеальном колебательном контуре от времени. На каком из графиков рисунка б) процесс изменения заряда конденсатора показан правильно? .

№4. Во сколько раз и как следует изменить длину математического маятника при переносе его c Земли на Луну, чтобы период колебаний не изменился? (g_з = 6g_л )

№5. В электрическую цепь переменного тока с частотой 50 Гц включены последовательно резистор с сопротивлением 16,8 Ом и идеальная катушка индуктивности . Полное сопротивление цепи оказалось равным 21 Ом. Определить индуктивность катушки и сдвиг фаз между током и напряжением.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2 КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Вариант № 3

№1. На рисунке изображен график изменения заряда на обкладках конденсатора в колебательном контуре с течением времени.. Определите амплитудное значение заряда и частоту колебаний. Запишите уравнение колебаний заряда с течением времени

№2. Запишите уравнение, которое позволяет рассчитать амплитуду колебаний материальной точки массой m , если известны период колебаний Т и максимальная кинетическая энергия W^max

№3. На рисунке а) приведен график зависимости смещения материальной точки от времени. На каком из графиков рисунка б) процесс изменения ускорения показан правильно? (Рис.стр61(оси переименовать)

№4. Во сколько раз и как изменится частота колебаний математического маятника

при переносе его c Земли на Луну? (g_з = 6g_л )

№5. В электрическую цепь переменного тока включены последовательно резистор с сопротивлением 8,4 Ом и идеальная катушка индуктивности ( L = 4,6* 10^-2 Гн).

Определить полное сопротивление цепи и циклическую частоту переменного тока, если сдвиг фаз между током и напряжением равен π/3

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2 КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Вариант № 4

№1. На рисунке изображен график изменения силы тока в колебательном контуре с течением времени.. Определите амплитуду тока и частоту колебаний. Запишите уравнение колебаний силы тока с течением времени

№2. Максимальная кинетическая энергия материальной точки массой m , совершающей гармонические колебания , равна W^max , амплитуда колебаний этой точки равна А

Запишите уравнение, по которому можно вычислить период колебаний по приведенным данным.

№3. На рисунке а) приведен график зависимости смещения материальной точки

от времени. На каком из графиков рисунка б) процесс изменения потенциальной энергии показан правильно? (Рис.стр61(оси переименовать)

№4. Во сколько раз и как изменится период колебаний упругого маятника при увеличении коэффициента жесткости пружины в два раза?

№5. В электрическую цепь переменного тока с частотой 50 Гц включены последовательно резистор и идеальная катушка индуктивности ( L = 4* 10^-2 Гн). Полное сопротивление при этом оказалось равным 21 Ом. Определить активное сопротивление цепи и сдвиг фаз между током и напряжением.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2 КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Вариант № 5

№1. На рисунке изображен график изменения силы тока в колебательном контуре с течением времени.. Определите амплитуду тока и частоту колебаний. Запишите уравнение колебаний силы тока с течением времени

№2. Запишите уравнение смещения, соответствующее гармоническим колебаниям материальной точки, максимальная скорость которой равна 2 (м/ с), период колебаний – 2 с., а начальная фаза колебаний = (π /3)

№3. На рисунке а) приведен график зависимости скорости материальной точки от времени. На каком из графиков рисунка б) процесс изменения потенциальной энергии показан правильно?

(Рис.стр50 (оси переименовать) 2012)

№4. Во сколько раз и как изменится частота колебаний упругого маятника при уменьшении коэффициента жесткости пружины в два раза?

№5. В электрическую цепь переменного тока включены последовательно резистор с сопротивлением 8,4 Ом и конденсатор с емкостью 507 мкФ.

Определить сдвиг фаз между током и напряжением и полное сопротивление цепи .

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2 КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Вариант № 6

№1. На рисунке изображен график изменения силы тока в колебательном контуре с течением времени.. Определите амплитудное значение силы тока и частоту колебаний. Запишите уравнение колебаний силы тока с течением времени.

№2. Начальная фаза гармонического колебания равна нулю. Записать закон смещения и закон скорости для этого движения . Через какую долю периода скорость точки будет равна половине её максимального значения?

№3. На рисунке а) приведен график зависимости скорости материальной точки от времени. На каком из графиков рисунка б) процесс изменения кинетической энергии показан правильно?

(Рис.стр50 (оси переименовать) 2012)

№4. Индуктивность колебательного контура увеличилась в три раза. Как следует изменить емкость конденсатора, чтобы частота колебаний не изменилась?

№5. В электрическую цепь переменного тока с частотой 50 Гц включены последовательно резистор с сопротивлением 16,8 Ом и конденсатор . Полное сопротивление цепи оказалось равным 21 Ом. Определить ёмкость конденсатора и сдвиг фаз между током и напряжением

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2 КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Вариант № 7

№1. На рисунке изображен график изменения силы тока в колебательном контуре с течением времени.. Определите амплитудное значение силы тока и частоту колебаний. Запишите уравнение колебаний силы тока с течением времени.

№2. Материальная точка массой 10 г совершает колебания согласно уравнению:

Х = 5 Sin( πt / 5 + π /4 ) см. Записать законы изменения скорости и ускорения точки с течением времени. Найти максимальную силу, действующую на точку

№3. На рисунке изображен график смещения упругого маятника с течением времени. Изобразите графики зависимости потенциальной энергии и кинетической энергии маятника от времени. (рис. стр 22 (числовые значения убрать)2012)

№4. Используя рисунок задания 1, определите, чему будет равен период колебаний в контуре, если ёмкость конденсатора уменьшится в три раза.

№5. В электрическую цепь переменного тока включены последовательно резистор с сопротивлением 18 Ом и конденсатор с ёмкостью 51 мкФ.

Определить полное сопротивление цепи и циклическую частоту переменного тока, если сдвиг фаз между током и напряжением равен π/3

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2 КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Вариант № 8

№1. На рисунке изображен график изменения заряда на обкладках конденсатора в колебательном контуре с течением времени.. Определите амплитудное значение заряда и частоту колебаний. Запишите уравнение колебаний заряда с течением времени

№2. Материальная точка массой 10 г совершает колебания согласно уравнению:

Х = 5 Sin( πt / 5 + π /4 ) см. Определить полную механическую энергию точки. Ответ выразить в единицах системы СИ.

№3. На рисунке изображен график скорости упругого маятника с течением времени. Изобразите графики зависимости потенциальной энергии и кинетической энергии маятника от времени.

(рис. стр 22 (числовые значения убрать и оси переименовать)2012)

№4. Используя рисунок задания 1, определите, чему будет равна частота колебаний в контуре, если ёмкость конденсатора увеличится в три раза.

№5. В электрическую цепь переменного тока с частотой 50 Гц включены последовательно резистор и конденсатор с ёмкостью 24,5 мкФ.. Полное сопротивление при этом оказалось равным 136 Ом. Определить активное сопротивление цепи и сдвиг фаз между током и напряжением.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2 КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Вариант № 9

№1. Грузик, подвешенный на пружине, совершает гармонические колебания. На рисунке изображен график изменения скорости грузика с течением времени.. Определите амплитудное значение скорости и частоту колебаний . Запишите уравнение колебаний скорости с течением времени. (оси переименовать)

№2. Запишите уравнение смешения, соответствующее гармоническим колебаниям материальной точки, максимальная скорость которой равна 7π (см/ с), период колебаний = 4 с., а начальная фаза колебаний = (π /6)

№3. На рисунке а) приведен график зависимости заряда конденсатора в идеальном колебательном контуре от времени. На каком из графиков рисунка б) процесс изменения силы тока в контуре показан правильно? .

( Рис стр 26 2012)

№4. Используя рисунок задания 1, определите , чему будет равен период колебаний грузика, если его масса уменьшится в четыре раза.

№5. В электрическую цепь переменного тока с частотой 50 Гц включены последовательно резистор и конденсатор. Эффективные значения тока и напряжения равны соответственно 2 А и 220 В, а потребляемая мощность 312,4 Вт. Определить сдвиг фаз между током и напряжением в цепи и соотношение между активным и ёмкостным сопротивлением .

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2 КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Вариант № 10

№1. Шарик, подвешенный на нити, совершает гармонические колебания. На рисунке изображен график изменения скорости шарика с течением времени.. Определите амплитудное значение скорости и частоту колебаний . Запишите уравнение колебаний скорости с течением времени.

(оси переименовать)

№2. Материальная точка массой 10 г совершает колебания согласно уравнению:

Х = 5 Sin( πt / 5 + π /4 ) см. Определить полную механическую энергию точки.

№3. На рисунке а) приведен график зависимости силы тока в идеальном колебательном контуре от времени. На каком из графиков рисунка б) процесс изменения заряда на обкладках конденсатора показан правильно? .

( Рис стр 26 (оси переименовать) 2012)

№4. Используя рисунок задания 1, определите чему будет равен период колебаний маятника, если его длину увеличить в четыре раза.

№5. В электрическую цепь переменного тока с частотой 50 Гц включены последовательно резистор и катушка индуктивности.. Эффективные значения тока и напряжения равны соответственно 2 А и 220 В, а потребляемая мощность 220 Вт. Определить сдвиг фаз между током и напряжением в цепи и соотношение между активным и индуктивным сопротивлением

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2 КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Вариант № 11

№1. Шарик, подвешенный на нити, совершает гармонические колебания. На рисунке изображен график изменения ускорения шарика с течением времени. Определите амплитудное значение ускорения и частоту колебаний. Запишите уравнение колебаний ускорения с течением времени.

( Рис стр50-3оставить(оси переименовать)

№2. Начальная фаза синусоидального колебания равна нулю. Через какую долю периода смещение точки от положения равновесия будет равно 0,87 А ?

№3. На рисунке а) приведен график зависимости силы тока в идеальном колебательном контуре от времени. На каком из графиков рисунка б) процесс изменения энергии магнитного поля в катушке показан правильно?

( Рис 50(числовые значения убрать) 2012)

№4. Как следует изменить коэффициент жесткости пружины упругого маятника, чтобы при увеличении его массы в три раза частота колебаний не изменилась?

№5. В электрическую цепь переменного тока с частотой 50 Гц включены последовательно резистор и конденсатор. Эффективное значение напряжения равно 220 В, а потребляемая мощность 312,4 Вт. Сдвиг фаз между током и напряжением в цепи равен π/3. Определить эффективное значение силы тока и соотношение между активным и ёмкостным сопротивлением .

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2 КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Вариант № 12

№1. На рисунке изображен график колебаний плотности воздуха в звуковой волне. Определите амплитудное значение плотности воздуха и частоту колебаний. Запишите уравнение колебаний плотности с течением времени. (оси переименовать)

№2. Запишите уравнение, которое позволяет рассчитать амплитуду колебаний материальной точки массой m , если известны период колебаний Т и полная энергия W .

№3. На рисунке а) приведен график зависимости силы тока в идеальном колебательном контуре от времени. На каком из графиков рисунка б) процесс изменения энергии электрического поля в конденсаторе показан правильно? Ёмкость конденсатора равна 1,25 пФ.

№4. Два упругих маятника с массами m₁ = 2 m₂ имеют периоды колебаний

Т₁ =2 Т₂ . Как и во сколько раз отличаются коэффициенты жесткости пружин этих маятников?

№5. В электрическую цепь переменного тока с частотой 50 Гц включены последовательно резистор и катушка индуктивности.. Эффективные значения тока и напряжения равны соответственно 2 А и 220 В, Определить сдвиг фаз между током и напряжением в цепи и потребляемую мощность, если индуктивное сопротивление в 1,73 раза больше активного.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2 КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Вариант № 13

№1. На рисунке изображен график изменения силы тока в колебательном контуре с течением времени.. Определите амплитудное значение силы тока и частоту колебаний. Запишите уравнение колебаний силы тока с течением времени.

№2. Материальная точка массой 10 г совершает колебания согласно уравнению:

Х = 5 Sin( πt / 5 + π /4 ) см. Записать законы изменения скорости и ускорения точки с течением времени. Найти максимальную силу, действующую на точку

№3. На рисунке изображен график смещения упругого маятника с течением времени. Изобразите графики зависимости потенциальной энергии и кинетической энергии маятника от времени. (рис. стр 22 (числовые значения убрать)2012)

№4. Используя рисунок задания 1, определите, чему будет равен период колебаний в контуре, если ёмкость конденсатора уменьшится в три раза.

№5. В электрическую цепь переменного тока включены последовательно резистор с сопротивлением 18 Ом и конденсатор с ёмкостью 51 мкФ.

Определить полное сопротивление цепи и циклическую частоту переменного тока, если сдвиг фаз между током и напряжением равен π/3

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 120

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВНУТРЕННЕГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ ПО МЕТОДУ СТОКСА

1. Теория метода

Вязкостью или внутренним трением называется особое свойство жидкости, заключающееся в том, что при перемещении одной части жидкости относительно другой возникает сила, направленная против скорости этого относительного движения. Поясним возникновение этой силы. Пусть жидкость или газ движется вдоль какой-либо твердой пластины ab (рис 1.1) в направлении, указанном стрелкой. Это направление примем за X, а перпендикулярное ему направление – за ось Y.

Молекулы жидкости, непосредственно прилегающие к пластинке, прилипают к ней вследствие сил притяжения, действующих между ними и молекулами материала пластины. Значит, скорость этого слоя окажется равной нулю, скорость молекул следующего слоя уже отлична от нуля, так как тормозящее действие пластины на этот слой меньше, но скорость молекул этого слоя меньше, чем в слое, более удаленном и т.д.

Y

B

A

X

a

b

Рис. 1.1

Таким образом, всю толщину жидкости можно рассматривать как составленную из множества слоев, скорости которых различны и меняются от нуля у нижнего слоя до некоторой максимальной скорости у верхнего.

Благодаря тепловому движению молекулы жидкости переходят из одного слоя в другой, перенося с собой некоторое количество движения : молекулы из менее удаленного от пластины слоя переходят в слой с большей скоростью и, таким образом, уменьшают количество его движения, а значит и скорость. Наоборот, молекулы из более быстрых слоев переходят в слой, движущийся с меньшей скоростью, увеличивая количество движения, а значит и скорость последнего.

Сила F внутреннего трения (или вязкости), как показал Ньютон, пропорциональна площади S соприкосновения слоев жидкости, а также градиенту скорости вдоль оси Y, т.е. вдоль направления, перпендикулярного движению жидкости. Градиент скорости равен изменению скорости на каждую единицу длины, т.е. .

Формулу для силы F можно записать так:

, (1.1)

где - коэффициент пропорциональности, различный для разных жидкостей. Именно этот коэффициент определяет вязкие свойства данной жидкости. Называется коэффициентом динамической вязкости.

Смысл его ясен из формулы (1.1). Если градиент скорости равен единице (это значит, что на каждой единице длины вдоль оси Y скорость меняется на единицу) и S = 1, то F = , т.е. коэффициент вязкости равен силе, действующей на каждую единицу площади соприкосновения слоев при градиенте скорости, равной единице. В системе СИ коэффициент  измеряется в кг/м с.

На твердый шарик, падающий в вязкой жидкости, действуют три силы: сила тяжести Р, выталкивающая сила (сила Архимеда) F_А и сила сопротивления, обусловленная силами внутреннего трения жидкости F_С . Зная объем шарика V, его плотность ^’, плотность жидкости ^’’, силу тяжести и силу Архимеда можно выразить формулами:

(1.2)

(1.3)

где r - радиус шарика;

g - ускорение свободного падения.

Сила сопротивления F_С для тел сферической формы была вычислена Стоксом и оказалась равной

(1.4)

где  - коэффициент вязкости;

- скорость падения шарика.

Эти три силы будут направлены по одной прямой: сила тяжести - вниз, сила Архимеда и сила сопротивления - вверх. Согласно второму закону Ньютона векторная сумма сил, действующих на тело, определяет его ускорение: . Для шарика в проекции на вертикальную ось закон примет вид: P – F_А – F_С = ma (1.5), где m - масса шарика.

В начальный момент времени скорость шарика равна нулю и

F_C =0 (см.1.4), Р > F_A, поэтому ускорение шарика направлено вниз и его скорость начинает увеличиваться, что приводит к увеличению силы сопротивления и к уменьшению ускорения. (силы F_A и P при этом не меняются ). По истечении некоторого времени с начала движения шарика его ускорение станет равным нулю. Дальнейшее движение шарика в жидкости будет равномерным, со скоростью v. Из (1.5) с учетом (1.2); (1.3); (1.4) и при условии а = 0 получим:

, откуда

(1.6)

Скорость равномерного движения шарика можно определить, измерив время t, за которое шарик проходит путь

. (1.7)

Из (1.6) с учетом (1.7) для коэффициента вязкости получим формулу

(1.8)

Согласно полученному выражению, проведя измерения , r, t и зная табличные данные ’ , ’’ и константу g, можно экспериментально определить коэффициент вязкости.