Пүршний хөшүүн байдлын коэффициентийг хэмжих лабораторийн ажил. "Пүршний хөшүүн байдлыг хэмжих" физикийн лабораторийн ажил

Үзүүлэнг урьдчилан үзэхийг ашиглахын тулд Google бүртгэл үүсгээд түүн рүү нэвтэрнэ үү: https://accounts.google.com

Слайдын тайлбар:

Лабораторийн ажилКалинин дүүргийн 145-р дунд сургуулийн “Пүршний хөшүүн байдлыг хэмжих” физикийн багш Санкт-ПетербургКарабашян М.В.

динамометрийн пүршний хувьд Hooke-ийн хуулийн хүчинтэй эсэхийг шалгаж, энэ пүршний хөшүүн байдлын коэффициентийг хэмжинэ. Ажлын зорилго Тоног төхөөрөмж: L-микро иж бүрдэлээс авсан "Механик" - холбогч ба хавчаар бүхий штатив, соронзон хальстай масштабтай динамометр, жингийн багц мэдэгдэж буй масс(тус бүр 50 гр), миллиметрээр хуваагдсан захирагч.

Бэлтгэл асуулт Уян харимхай хүч гэж юу вэ? Пүршнээс м кг жинтэй ачаа дүүжлэгдэх үед үүсэх уян харимхай хүчийг хэрхэн тооцоолох вэ? Биеийн суналт гэж юу вэ? Пүршнээс ачаа дүүжлэх үед түүний суналтыг хэрхэн хэмжих вэ? Hooke-ийн хууль гэж юу вэ?

Аюулгүй байдлын урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээ Сунгасан пүрштэй ажиллахдаа болгоомжтой байгаарай. Ачаа бүү хая, бүү хая.

Ажлын тодорхойлолт: Хукийн хуулийн дагуу уян харимхай хүчний модуль F, пүршний суналтын модуль x нь F = kx хамаарлаар холбогдоно. F ба x-ийг хэмжсэнээр хөшүүн байдлын коэффициент k-ийг томъёог ашиглан олж болно

Туршилт бүрт хатуу байдлыг тодорхойлно өөр өөр утгатайуян хатан байдал ба сунгах хүч, өөрөөр хэлбэл туршилтын нөхцөл өөрчлөгддөг. Тиймээс дундаж хөшүүн байдлын утгыг олохын тулд дундажийг тооцоолох боломжгүй юм арифметик үр дүнхэмжилт. Давуу талыг ашиглацгаая графикаарийм тохиолдолд хэрэглэж болох дундаж утгыг олох. Хэд хэдэн туршилтын үр дүнд үндэслэн бид уян хатан хүчний модуль Fel-ийн суналтын модуль \x\-ээс хамаарах графикийг байгуулна. Туршилтын үр дүнд үндэслэн график байгуулахдаа туршилтын цэгүүд нь F yпp =k\x\ томьёотой тохирч байгаа шулуун шугам дээр байхгүй байж болно. Энэ нь хэмжилтийн алдаатай холбоотой юм. Энэ тохиолдолд хуваарийг ойролцоогоор хийх ёстой ижил тоооноо, Энэ нь болсон, дагуу өөр өөр талуудшулуун шугамаас. Графикийг байгуулсны дараа шулуун шугаман дээрх цэгийг (графикийн дунд хэсэгт) авч, үүнээс энэ цэгт харгалзах уян харимхай хүч ба суналтын утгыг тодорхойлж, k хөшүүн чанарыг тооцоолно. Энэ нь хаврын хөшүүн байдлын хүссэн дундаж утга байх болно k avg.

1. Ороомог пүршний үзүүрийг tripod дээр холбоно (пүршний нөгөө үзүүр нь сумтай, дэгээтэй). 2. Пүршний хажууд эсвэл ард миллиметрийн хуваагдал бүхий захирагчийг суурилуулж, бэхлэнэ. 3. Пүршний заагч сумны эсрэг талд байрлах захирагчийн хуваагдлыг тэмдэглэж бич. 4. Мэдэгдэж буй масстай ачааг пүрш дээр өлгөж, түүнээс үүссэн пүршний суналтыг хэмжинэ. 5. Эхний жинд хоёр дахь, гурав дахь гэх мэт жинг нэмж, пүршний суналтын х\ бүрийг тэмдэглэнэ. Хэмжилтийн үр дүнд үндэслэн ажлын явцын хүснэгтийг бөглөнө үү.

Туршилтын дугаар м, кг мг, Н х, м 1 0,1 2 0,2 ​​3 0,3 4 0,4.

6. Х ба F координатын тэнхлэгүүдийг зурж, тохиромжтой масштабыг сонгон, үүссэн туршилтын цэгүүдийг зур. 7. Өгөгдсөн пүршний хувьд Хукийн хуулийн хүчинтэй байдлыг (чанарын хувьд) үнэлнэ үү: туршилтын цэгүүд координатын эхийг дайран өнгөрөх нэг шулуун шугамын ойролцоо байрладаг уу? 8. Хэмжилтийн үр дүнд тулгуурлан уян харимхай хүчний суналтаас хамаарах хамаарлыг графикаар зурж, түүнийг ашиглан пүршний хөшүүн байдлын дундаж утгыг k avg тодорхойлно. 9. Хамгийн томыг нь тооцоол харьцангуй алдаа, үүгээр k cp 10-ын утгыг олсон байна Дүгнэлтээ бичнэ үү.

Туршилтын асуулт: Уян харимхай ба пүршний сунгалтын хамаарлыг юу гэж нэрлэдэг вэ? 4 Н-ийн хүчний нөлөөн дор динамометрийн пүрш 5 мм-ээр уртасав. Энэ пүршийг 16 мм-ээр сунгасан ачааны жинг тодорхойл.

9-р ангийн физикийн хичээл (I.K.Kikoin, A.K.Kikoin, 1999),
даалгавар №2
бүлэгт" ЛАБОРАТОРИЙН АЖИЛ».

Ажлын зорилго: пүршний суналтын хэмжилтээс пүршний хөшүүн байдлыг олох өөр өөр утгатайхүндийн хүч

Хукийн хууль дээр үндэслэн уян хатан хүчийг тэнцвэржүүлэх:

Туршилт бүрт уян хатан хүч ба суналтын янз бүрийн утгууд дээр хатуу байдлыг тодорхойлдог, өөрөөр хэлбэл туршилтын нөхцөл өөрчлөгддөг. Тиймээс хөшүүн байдлын дундаж утгыг олохын тулд хэмжилтийн үр дүнгийн арифметик дундажийг тооцоолох боломжгүй юм. Ийм тохиолдолд хэрэглэж болох дундаж утгыг олох график аргыг ашиглая. Хэд хэдэн туршилтын үр дүнд тулгуурлан бид уян хатан хүчний модуль Fel-ийн суналтын модуль |x|-ээс хамаарах графикийг байгуулна. Туршилтын үр дүнд үндэслэн график байгуулахдаа туршилтын цэгүүд нь томьёотой тохирч буй шулуун дээр байхгүй байж болно.

Энэ нь хэмжилтийн алдаатай холбоотой юм. Энэ тохиолдолд шулуун шугамын эсрэг талд ойролцоогоор ижил тооны цэгүүд байхаар графикийг зурах ёстой. Графикийг байгуулсны дараа шулуун шугаман дээрх цэгийг (графикийн дунд хэсэгт) авч, үүнээс энэ цэгт харгалзах уян харимхай хүч ба суналтын утгыг тодорхойлж, k хөшүүн чанарыг тооцоолно. Энэ нь хаврын хөшүүн байдлын хүссэн дундаж утга байх болно k avg.

Хэмжилтийн үр дүнг ихэвчлэн k = = k cp ±Δk илэрхийлэл хэлбэрээр бичдэг ба энд Δk нь хэмжилтийн хамгийн том үнэмлэхүй алдаа юм. Алгебрийн хичээлээс ( VII анги) харьцангуй алдаа (ε k) нь үнэмлэхүй алдаа Δk-ийг k-ийн утгад харьцуулсан харьцаатай тэнцүү гэдгийг мэддэг.

эндээс Δk - ε k k. Харьцангуй алдааг тооцоолох дүрэм байдаг: хэрэв туршилтаар тодорхойлсон утгыг үржүүлэх, хуваах үр дүнд олсон бол тооцоолох томъёо, дараа нь харьцангуй алдаанууд нэмэгдэнэ. Энэ ажилд

Хэмжилт гэдэг нь: 1) жингийн багц, тус бүрийн масс нь m 0 = 0.100 кг, алдаа Δm 0 = 0.002 кг; 2) миллиметрийн хуваагдал бүхий захирагч.

Материал: 1) холбогч, хөлтэй tripod; 2) спираль пүрш.

Ажлын дараалал

1. Спираль пүршний төгсгөлийг tripod дээр холбоно (хүршний нөгөө үзүүр нь сум, дэгээгээр тоноглогдсон - 176-р зураг).

2. Пүршний хажууд эсвэл ард миллиметрийн хуваагдал бүхий захирагчийг суурилуулж, бэхлэнэ.

3. Пүршний заагч сумны эсрэг талд байрлах захирагчийн хуваагдлыг тэмдэглэж бич.

4. Мэдэгдэж буй масстай ачааг пүрш дээр өлгөж, түүнээс үүссэн пүршний суналтыг хэмжинэ.

5. Эхний ачаалалд хоёр дахь, гурав дахь гэх мэт жинг нэмж, |х| сунгалт бүрийг тэмдэглэнэ. булаг шанд. Хэмжилтийн үр дүнд үндэслэн хүснэгтийг бөглөнө үү.

6. Хэмжилтийн үр дүнд тулгуурлан уян харимхай хүчний суналтаас хамаарах хамаарлыг графикаар зурж, түүнийг ашиглан пүршний хөшүүн байдлын дундаж утгыг тодорхойлно k cp.

7. k av-ын утгыг олсон хамгийн том харьцангуй алдааг тооцоол (нэг ачаалалтай туршилтаас). Томъёонд (1)

суналтыг хэмжих алдаа нь Δx=1 мм тул

8. Хай

мөн хариултыг дараах байдлаар бичнэ үү.

1 g≈10 м/с 2 авна.

Хукийн хууль: "Биеийн хэв гажилтын үед үүсэх уян харимхай хүч нь түүний суналттай пропорциональ бөгөөд деформацийн үед биеийн хэсгүүдийн хөдөлгөөний чиглэлийн эсрэг чиглэнэ."

Хукийн хууль

Хөшүүн чанар нь уян харимхай хүч ба түүнд үйлчлэх хүчний нөлөөн дор булгийн уртын өөрчлөлтийн хоорондох пропорциональ коэффициент юм. Ньютоны гуравдахь хуулийн дагуу пүршэнд үйлчлэх хүч нь түүн дотор үүссэн уян харимхай хүчтэй тэнцүү байна. Тиймээс хаврын хөшүүн байдлыг дараах байдлаар илэрхийлж болно.

Энд F нь пүршэнд үйлчлэх хүч, х нь пүршний үйл ажиллагааны уртын өөрчлөлт юм. Хэмжих хэрэгсэл: жингийн багц, тус бүрийн масс нь м 0 = (0.1 ± 0.002) кг-тай тэнцүү байна.

Миллиметрийн хуваалттай захирагч (Δx = ±0.5 мм). Ажлыг гүйцэтгэх журмыг сурах бичигт тайлбарласан бөгөөд тайлбар шаарддаггүй.

	жин, кг		өргөтгөл |x|,

Ажлын зорилго нь Hooke-ийн хуулийн хүчинтэй эсэхийг шалгах явдал юм
динамометрийн пүрш болон коэффициентийг хэмжинэ
энэ хаврын хөшүүн байдал.
Тоног төхөөрөмж:
холбогч ба хавчаар бүхий штатив, динамометртэй
масштабаар битүүмжилсэн, мэдэгдэж буй масстай жингийн багц
(тус бүр 100 гр), миллиметрээр хуваагдсан захирагч.

ЯВЦ:

10.

Лабораторийн ажил “Пүршний хөшүүн байдлыг хэмжих” Ажлын зорилго: Хукийн хуулийн k = Fspr/x дээр үндэслэн Fspr уян харимхай хүчийг тэнцвэржүүлж, таталцлын хүчний Ft-ийн янз бүрийн утгуудад пүршний хэмжилтээс пүршний хөшүүн байдлыг олох. Туршилт бүрт хөшүүн байдлыг уян харимхай хүч ба суналтын янз бүрийн утгуудаар тодорхойлдог, жишээлбэл. туршилтын нөхцөл өөрчлөгдөнө. Тиймээс дундаж утгыг олохын тулд хэмжилтийн үр дүнгийн арифметик дундажийг тооцоолох боломжгүй юм. Хэд хэдэн туршилтын үр дүнд үндэслэн бид X-ийн суналтаас Fel-ийн хамаарлын графикийг байгуулна. Туршилтын үр дүнд үндэслэн график байгуулахдаа туршилтын цэгүүд нь Fpr=kx томьёогоор тодорхойлогддог нэг шулуун дээр байх ёсгүй. Энэ нь хэмжилтийн алдаатай холбоотой юм. Энэ тохиолдолд шулуун шугамын эсрэг талд ойролцоогоор ижил тооны цэгүүд байхаар графикийг зурах ёстой. Графикийг байгуулсны дараа шулуун шугам дээр (графикийн дунд хэсэгт) цэг авч, үүнээс энэ цэгт харгалзах уян харимхай хүч ба суналтын утгыг тодорхойлж, k хөшүүн байдлыг тооцоолно. Энэ нь хаврын хөшүүн байдлын кавгийн хүссэн дундаж утга байх болно. Хэмжилтийн үр дүнг k=kr±Δk илэрхийллийн хэлбэрээр бичдэг ба энд Δk нь үнэмлэхүй k хэмжилтийн алдаа юм. Харьцангуй алдаа εk= , эндээс Δk=εkk. Харьцангуй алдааг тооцоолох k дүрэм байдаг: хэрэв тооцооллын томъёонд орсон ойролцоо утгыг үржүүлэх, хуваах үр дүнд туршилтаар тодорхойлсон утга олдвол харьцангуй алдааг нэмнэ. Энэ ажилд k= Fcontrol/x. Тиймээс εk=εF+εx. Тоног төхөөрөмж, материал: 1) Жингийн иж бүрдэл, холбогч ба хөлтэй штатив, динамометр, миллиметрээр хуваагдсан захирагч. Ажлын дараалал. 1. Динамометрийг tripod дээр суурилуул. 2. Ойролцоох миллиметрийн хуваалт бүхий захирагчийг бэхлэх буюу суурилуулах. 3. Пүрш дээр ачаа өлгөх, үүссэн уян харимхай хүч, пүршний суналтыг хэмжинэ. 4. Хоёр дахь, гурав дахь гэх мэтийг нэмнэ үү. жин ба хэмжилтийг давтана. Хэмжилтийн үр дүнд үндэслэн хүснэгтийг бөглөнө үү. Туршилтын дугаар 1 2 3 4 F, N x, m 5. Хэмжилтийн үр дүнд тулгуурлан пүршний суналтаас уян харимхай хүчний хамаарлыг графикаар зурж, түүнийг ашиглан пүршний хөшүүн байдлын кавгийн дундаж утгыг тодорхойлно. 6. kср олдсон харьцангуй алдааг тооцоол (нэг F x ачаалалтай туршилтаас). Туршилтанд εF= , εx= . Суналтыг хэмжихэд алдаа Δx=1 мм, хүчийг хэмжихэд F x алдаа ΔF=0.1N. 7. Δk=εkkср-г олж гаралтанд хариултыг k=kср±Δk хэлбэрээр бичнэ үү. Лабораторийн ажил “Үрэлтийн коэффициентийг хэмжих” Ажлын зорилго: Гадаргуу дээр гулсаж буй модон блокны үрэлтийн коэффициентийг Ftr = μP томъёогоор тодорхойлно. Динамометр ашиглан ачаатай блокыг тэгшхэн татахад шаардагдах хүчийг хэмжинэ хэвтээ гадаргуу. Энэ хүч нь Ftr үрэлтийн хүчтэй тэнцүү байна. Ижил динамометр ашиглан та ачаалагдсан блокийн жинг олох боломжтой. Биеийн жингийн янз бүрийн утгуудын үрэлтийн хүчний утгыг тодорхойлсны дараа өмнөх ажлын нэгэн адил Ftr-ийн P-ээс хамаарлыг зурж, үрэлтийн коэффициентийн дундаж утгыг олох шаардлагатай. Тоног төхөөрөмж, материал: модон блок, гадаргуу (жишээлбэл, ширээ), жингийн багц, динамометр. Ажлын дараалал. 1. Блокыг хэвтээ гадаргуу дээр байрлуулна. 2. Блок дээр динамометрийг холбож, динамометрийн заалтыг анзаарч гадаргуу дээр жигд татна. 3. Блок ба жинг жинлэнэ. 4. Блок ба жинг жинлэх, үрэлтийн хүчийг хэмжих бүрт хоёр дахь болон гурав дахь жинг эхний жин дээр нэмнэ. Хэмжилтийн үр дүнг хүснэгтэд туршилтын дугаар 1 2 3 4 P, N ΔP, N Ftr, N ΔFtr, N 5. Хэмжилтийн үр дүнд үндэслэн Ftr-ийн P-ээс хамаарлыг зурж, үрэлтийн коэффициентийн дундаж утгыг ол. мкв. 6. Үрэлтийн коэффициентийг хэмжих харьцангуй алдааг тооцоол. Учир нь μ= Ftr/P, дараа нь ε μ=εFtr+εP. Нэг ачаалалтай туршилтын үрэлтийн коэффициентийг хамгийн их алдаатай хэмжсэн. Үнэмлэхүй алдаа Δ μ= ε μ μav-ийг олж, хариултыг гаралтанд μ= μav±Δ μ гэж бич.