№1 лабораториалыº ж½мыс
жүктеу/скачать 5,85 Mb.
|
Нупирова А.М. Механика және молекулалық физика бөлімдері бойынша лаборатиялық практикум 2
- Бұл бет үшін навигация:
- Дененің бірқалыпты үдемелі заңдарын оқу Жұмыстың мақсаты
- Қ ұрал-жабдықтар
| hорт және dорт орта мәндерi бойынша цилиндрдiң көлемiн өлшеп шығарыңдар.
Цилиндрдiң биiктiгiн және табанының диаметрiн штангенциркульмен өлшейдi. Дененiң бiртектi емес екенiн ескерту үшiн, штангенциркульді дененiң әртүрлi нүктелерiне қойып өлшеу керек. Дененiң массасын аналитикалық таразыда анықтайды. Сонан соң цилиндр дененiң тығыздығын төмендегi формула бойынша анықтайды. = m/R2h Бұл жерде m – дененiң массасы, R, h – дененiң радиусы мен биiктiгi. Формула бойынша көлем өлшемiнiң ең үлкен ықтимал салыстырмалы қателiгiн есептендер: V/V=[2dорт/ dорт]+[hорт/ hорт], мұндағы dорт – d диаметр өлшегендегi орташа абсолют қателiк, hорт –h биiктiк өлшегендегi орташа абсолют қателiк. Өлшеген және есептеген нәтижелерiнді 1.2 кестеге толтырыңдар: 1.2 кесте
2-тапсырма. Дұрыс геометриалық пiшiндi денелердiң көлемін тығыздығын анықтау. а) Штангенциркульді дененің әртүрлі нүктелеріне қойып, оның қалыңдығын, енін, ұзындығын бірнеше рет алыңыз және орташа мәнін табыңыз. Өлшеген нәтижелерінді кестеге толтырыңыздар. б) Тығыздық деп дене көлемiнiң бiр өлшемiнiң массасына тең физикалық шама айтылады. Егер дененiң массасы – m, көлемi – V болса, онда дененiң тығыздығы = m/V. Сонымен, бiртектi дененiң тығыздығын анықтау оның массасы мен көлемiн анықтауға тiреледi. Дененiң массасы оны таразыға тарту жолымен, яғни өлшенетiн массаны кiрлердiң белгiлi массаларымен салыстыру жолымен өлшенедi. Тiкелей және жанама өлшеу тәсiлдерiн үйрену, тағы да тәжiрибелердiң абсолют және салыстырмалы қателерiн есептеу тәсiлдерiн меңгеру мақсатымен студентке геометриялық пiшiнi дұрыс және геометриялық мөлшерi әртүрлi, тығыздықтары әртүрлi денелер ұсынылады. Өлшеудiң нәтижелерiн 1.3 кестеге жазыңыз: 1.3 кесте
Эксперименттiң абсолют және салыстырмалы қателерiн есептеу керек. Алдымен салыстырмалы қатенi есептейiк =/=(ln) бұл ұшiн формуланы логарифмдеп, одан дифференциал аламыз d(ln)=d(lnm)+d(ln)+2d(lnR)+d(lnh) Бiрдей дифференциалы бар мүшелердi топтастырайық d= dm|m+2dR|R+dh|h, ендi бұл тендеудегi дифференциал белгiсi d орнына қойсақ, яғни =|=m|m+2R|R+h|h , бұл салыстырмалы қате болады. Тәжiрибенiң абсолют қатесiн былай табамыз: ==(m|m+2R|R+h|h). Дененiң тығыздығының шын мәнi мынаған тең болады: шм=. БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ 1.Қандай өлшеулердi тiкелей немесе жанама деп атаймыз? 2.Өлшеудiң абсолют қатесi деп ненi айтамыз? Орта абсолют қатенi қалай табады? 3.Дене тығыздығы дегенiмiз не? Тығыздықты» «ХЖ» жүйесiндегi өлшем бiрлiгi қандай? 4.Тiкелей өлшеу жүргiзуге арналған қандай құралдарды бiлесiз? 5.Жанама өлшеу кезiндегi қателердi қалай есептейдi? 6.Салыстырмалы қате деген не? №2 ЛАБОРАТОРИЯЛЫҚ ЖҰМЫС Дененің бірқалыпты үдемелі заңдарын оқу Жұмыстың мақсаты: Ауырлық күш өрісіндегі дененің бір қалыпты , бір қалыпты үдемелі қозғалысын зерттеу және Ньютонның екінші заңын тексеру. Қ ұрал-жабдықтар: Атвуд машинасы, электромагнит, секундөлшегіш, жүктер жиынтығы. ЖҰМЫСТЫҢ ҚЫСҚАША ТЕОРИЯСЫ Денелердің еркін түсу үдеуінің шамасы үлкен болғандықтан, жердің тартылыс өрісіндегі денелердің қозғалыс заңдарын тікелей зерттеу едәуір қиындыққа түседі. Ондай тәжірибені жүргізу үшін, приборды тым жоғары, бөлме биіктігінен әлдеқайда биікке орнату керек немесе аз уақыт аралығын өлшейтін арнаулы әдісті пайдалану керек. Атвуд машинасының көмегімен қозғалысты өлшеуге ыңғайлы жылдамдыққа дейін баяулатып, жоғарыда айтылған қиындықтан құтылуға болады. Жеңіл блоктан (2.1-сурет) асыра тасталған салмақсыз әрі созылмайтын жіпке ілінген жүктердің қозғалысын қарастырайық. Жүктердің массалары М бірдей болсын. Бір жағына массасы m қосымша жүк салайық. Ілгерілмелі және айналмалы қозғалыс динамикасының негізгі теңдеулерін пайдаланамыз. Ол үшін жүктерге және блокқа әсер ететін күштерді қарастырайық. Сол жақтағы жүкке екі күш әсер етеді: ауырлық күші Mg және жіптің керілу күші (серпімділік күші – Т). Бұл күштерді төмен қарай вертикаль бағытталған Х-осіне проекциялап, ілгерілмелі қозғалыстың теңдеуін жазамыз: (2.1) Сол сияқты оң жақтағы жүк үшін де қозғалыс теңдеуін былай жазамыз: (2.2) мұндағы -жіптің керілу күштері, -жүктердің үдеуі (2.2) теңдеуінен шығады. (2.3) мұндағы ( .) Жүктің биіктікке түскендегі уақыт келесіге тең болады: (2.4) ( 2.3) формуласы -ді анықтау үшін қажет болады. Бірақ үдеуді тікелей табудың қарапайым тәсілі жоқ. Сондықтан қозғалыстың бірқалыпты үдемелі сипатын пайдаланамыз. Бастапқы жылдамдығы нөлге тең бірқалыпты үдемелі қозғалыстың жолы мынаған тең: (2.5) Сондықтан тәжірибеде қозғалыстың бірқалыпты үдемелі сипаттамасын ( және -ның пропорционалдығын) көрсету үшін (2.5)-ке кіретін үдеуді анықтау керек және оның көмегімен (2.3) формуласы бойынша еркін түсу үдеуін есептеу керек. m шамадан артық жүгі бар үдеумен қозғалатын жүгінің жолына сақинасын қояйық. Ол жүгінің оң жағындағы m шамадан артық жүгін алып тастау қызметін атқарады. Сақина қосымша артық жүкті алып тастаса, жүктер арықарай бір алыпты жылдамдықпен қозғалады (2.2-сурет). Жылдамдық келесі формуламен анықталады: (2.6) Жүктер бұл жылдамдыққа бірқалыпты үдемелі қозғалыстың уақыт ішінде ие болады. ЖҰМЫСТЫҢ ОРЫНДАЛУ ТӘРТІБІ 1-тапсырма. Жолдың уақытқа тәуелділігін тексеру ~ . (2.5) бойынша жолдың заңын зерттеу. Жүктің түсу уақытының биіктіктен тәуелделігін эксперименталды түрде анықтаңыздар. Өлшеулерді сақина қосымша артық жүктің массасының арнайы таңдалған мәндері бойынша жүргізіңіздер. Түсу уақытын үш-төрт биіктік үшін анықтаңыздар, өлшеуді -тің әрбір мәніне үш-төрт рет қайталаңдар. Биіктіктің әр қайсысы үшін түсу уақытының орташа мәнін табыңдар. Өлшеу нәтижелерін 2.1 кестеге толтырыңдар. 2.1 кесте
Келесі қатынастың орындалатынын тексеріңдер: . Бірқалыпты үдемелі қозғалыста ~ . пен -ның эксперименттік өлшенген мәндері бойынша тәуелділік графигін салғанда, график координаталардың бас нүктесі арқылы өтетін түзу сызық болу керек. Осылай -тың -қа пропорционалдылығын дәлелдеңдер. Графиктен пропорционалдық коэффициенттің -ға тең екені шығады. Түзудің көлбеуі бойынша -ны анықтаңдар. Үдеудің (2.5) формуламен есептелген теориялық мәнімен салыстырып, үдеудің екі мәндерінің тең екендігіне көз жеткізуге болады. Енді (2.3) формуласы бойынша еркін түсу үдеуін табыңдар. 2-тапсырма. Бірқалыпты үдемелі қозғалыстағы жылдамдықтың уақытқа тәуелділігін тексеру: Егер оң жақ үстіне қосымша жүк салынған жүктің жолына сақина қойылса, онда қосымша жүк қалып қойғаннан кейінгі жүктің қозғалысы бірқалыпты қозғалыс болады. Шамадан артық жүкті алып тастау үшін қызмет атқаратын ортаңғы тіреуішті сақинасымен төменгі тіреуіштің табанынан кейбір жүктер алынған биіктікке орналастыру. Жүктердің бастапқы қозғалыс кезінен сақиналы платформадан шамадан артық жүкті алып тастағанға дейінгі уақытты өлшеу керек. Шамадан артық жүкті алып тастау кезінен жүктің төменгі тіреуішке соқтығу кезіне дейінгі уақытты өлшеу. Ортаңғы және төменгі тіреуіштердің арасындағы ара қашықтықты біле отырып, жүктердің бірқалыпты қозғалысының жылдамдығын анықтаңдар. Тәжірибені кемінде үш-төрт рет қайталаңдар және орташа жылдамдықты табыңдар. Ортаңғы және төменгі тіреуіштің арасындағы ара қашықтықты кішірейте отырып, барлық алдыңғы өлшеулерді үш-төрт рет жасаңдар. Келесі қатынастың орындалатынын тексеріңдер. . Өлшеу нәтижелерін 2.2 кестеге толтырыңдар: 2.2 кесте
3-тапсырма.Ньютонның екінші заңын тексеру. 1. М1 жүкке m1 қосымша жүкті, ал М жүкке m2 2.Платформаның биіктігін өзгерте отырып F (h1, h2, h3) әртүрлі жағдайдағы жүйе қозғалысының уақытын өлшеңіз. 3. Өлшеген нәтижелері бойынша үдеуді анықтаңыз: . 4.Екі қосымша жүктерді М1 жүгіне салыңыз. Бұдан әсер ететін күштер өзгереді, ал жүйенің массасы өзгеріссіз қалатыны анық. 5. f2=m1g+m2g=g(m1+m2) күші әсерінен жүйенің жүрген жолын өлшеңіз. 6. Өлшеген нәтижелері бойынша үдеуді анықтаңыз: . 7. тең екенін ескере отырып, қатынасты тексеріңіз және -ның орташа мәнін табу үшін өлшеулерді кемінде үш-төрт рет жүргізу керек. Өлшеу нәтижелерін кесте сызып толтырыңыздар: БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ Атвуд машинасындағы жүктердің қозғалысының теңдеуін жазыңдар және олардың қозғалысының үдеуін табыңдар. Жердің тартылу өрісіндегі дененің бірқалыпты үдемелі қозғалысының кинематикалық теңдеулерін жазыңдар; өтілген жолды дененің жылдамдығы арқылы беріңдер (бастапқы және соңғы). Дененің теңайнымалы қозғалыс жылдамдығының графигін салыңдар. Осы бойынша дененің үдеуін және ауысуын қалай табуға болады? Лездік жылдамдық дегеніміз не? Үдеудің тангенциал құрамасы мен бұрыштық үдеудің арасындағы байланыстың өрнегін жазыңыздар. Күш моментіне, инерция моментіне, сызықтық және бұрыштық үдеуге анықтама беріңдер. №3 ЛАБОРАТОРИЯЛЫҚ ЖҰМЫС жүктеу/скачать 5,85 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|