Реферат: МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО ФИЗИКЕ (МЕХАНИКА И ТЕРМОДИНАМИКА)
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ
ХАРЬКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
ИНСТИТУТ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ ИМ. АКАДЕМИКАМ.К.ЯНГЕЛЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО ФИЗИКЕ
(МЕХАНИКА И ТЕРМОДИНАМИКА)
ДЛЯ СТУДЕНТОВ ВСЕХ ФОРМ ОБУЧЕНИЯ
И ВСЕХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ
УТВЕРЖДЕНО
КАФЕДРОЙ ФИЗИКИ
ПРОТОКОЛ №23
ОТ 21.02.92
ХАРЬКОВ ХИРЭ 1992
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Настоящие указания состоят из двухчастей. В первую часть включены работы по механике я термодинамике,разработанные на кафедре физики Харьковского института радиоэлектроники.Вторая часть содержит работы по механике, разработанные и изготовленные вПольше.
Все работы отличаются от традиционныхоригинальными техническими решениями, облегчающими Проведение экспериментов иповышающими точность измерений. В частности, для измерения малых промежутковвремени используются электронные секундомеры с автоматическим включением иотключением.
Выполнение лабораторной работы включаетпредварительную подготовку» проведение экспериментов и составление отчета орезультатах исследований.
При Подготовке к выполнению работынеобходимо изучить теоретическое введение, описание лабораторной установки иметоды измерений, соблюдать указанный порядок выполнения экспериментальной ирасчетной части работы. При проведении экспериментов необходимо строговыполнять все установленные в лаборатории правила техники безопасности.
Отчет о работе должен содержатьназвание, цель работы, краткое описание лабораторной установки и методовизмерений в расчетную часть, включающую таблицы измерений, графики, расчетискомых величин и их погрешностей.
Контрольные вопросы, приведенные в концекаждой работы, облегчают подготовь к защите работы. В конце указаний приведенсписок литературы, рекомендуемой для самостоятельной подготовки к выполнениюлабораторных работ.
ЧАСТЬ 1.
1. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОБОДНОГОПАДЕНИЯ
Цельработы
Экспериментально определить ускорениепри свободном падении тела я поле тяготения Земли.
Приборы ипринадлежности
Установка для исследования свободногопадения (рис. I) с автоматической регистрацией времени полета, стальной шарик,линейка.
Теоретическоевведение
В поле тяготения Земли на тело массой mдействует сила тяжести Р=mg. Под действием этой силы тело, поднятое надповерхностью Земли и предоставленное самому себе, свободно падает с ускорением.свободного падения, g. Вблизи поверхности Земли ускорение свободного падениязависит ОТ широты местности. Это объясняется нешарообразностью формы Земли ивлиянием суточного вращения Земли вокруг своей оси. Как показали расчеты иизмерения, зависимость ускорения свободного падения от широты местностивыражается формулой:
/> (1)
где gφ и g0- ускорение свободного падения на географической широте φ и на широтеполюса (φ = 90°) соответственно. Максимальное значение 9,83 м/с2gφ имеет на полюсах Земли, а минимальное значение 9,78 м/с2 — на экваторе, где φ=0.
В данной работе gφопределяется по времени падения шарика с известной высоты. При свободномпадении без начальной скорости и без учета сил трения о воздух тело движетсяравноускоренно по закону
/>
где h — расстояние, пройденноетелом за время t. Из соотношения (1) следует, что
/>
Если измерить время паденияшарика с различной высоты и построить график зависимости √h от t, то получим прямую, тангенс угла наклона которой к оси t будет равна√g/2. Определив тангенс угла наклона α по формуле
/> (2)
В которой t1 — времяпадения шарика с высоты h1, а t2 — c высотыh2, и приравняв его √g/2, найдем
/> (3)
Описание лабораторной установки
Установка дляисследования свободного падения (рис.1) состоит из штатива на которомустановлена, перемещающаяся платформа 1.