Laborationer i mekanik 1:a år. Laboratoriearbeten

Använd parametrarna för det linjära beroendet som hittats med hjälp av minsta kvadrater, konstruera en graf över beroendet av M på ε 2. Rita punkterna (ε 2 i , M i ) (i =1..18) på grafen.

Kontrollfrågor

1. Definiera vinkelhastighet och vinkelacceleration.

2. Definiera och förklara den fysiska innebörden av tröghetsmomentet för punkt, sammansatta och solida kroppar.

3. Skriv ekvationen för rotationsrörelsens dynamik. Ange i figuren riktningarna för vektorstorheterna som ingår i ekvationen.

4. Tröghetsmomentet för vilken del av pendeln bestäms experimentellt i detta arbete?

5. Härled en formel för att beräkna tröghetsmomentet för en pendel.

6. Hur kommer formen av vinkelaccelerationens beroende av kraftmomentet att förändras om vi antar att det inte finns något friktionsmoment? Rita båda beroenden

ε = f(M) på grafen.

ARBETE 3.1. BESTÄMNING AV TRÖGHETSMOMENTET I ATWOODMASKINEN

Enheter och tillbehör: Atwood-maskin, viktuppsättning, stoppur, våglinjal.

Syfte med arbetet: studie av rotations- och translationsrörelser på Atwood-maskinen, bestämning av blockets tröghetsmoment och friktionskrafterna i blockets axel.

Beskrivning av installationen och studerade mönster

Atwood-maskinen (fig. 1) är en bordsapparat. På den vertikala stolpen 1 av basen 2 finns det tre fästen: nedre 3, mitten 4 och övre 5. På den övre fästet 5 är ett block med en rullagerenhet fäst, genom vilken en gänga med en last 6 kastas. På den övre konsolen finns en elektromagnet 7, som med hjälp av en friktionskoppling, Genom att applicera spänning på den, håller den systemet med laster stationärt. Fotosensor 8 är monterad på mittfästet 4, du

ger en elektrisk signal i slutet av räkningen av tiden för jämnt accelererad varurörelse. Det finns ett märke på mittfästet som sammanfaller med fotosensorns optiska axel. Bottenfästet är en plattform med ett gummi

(Allt fungerar på mekanik)

Mekanik

Nr 1. Fysiska mätningar och beräkning av deras fel

Bekantskap med vissa metoder för fysiska mätningar och beräkning av mätfel med hjälp av exemplet att bestämma densiteten hos en fast kropp med regelbunden form.

Nr 2. Bestämning av tröghetsmoment, kraftmoment och vinkelacceleration för Oberbeck-pendeln

Bestäm tröghetsmomentet för svänghjulet (kors med vikter); bestämma tröghetsmomentets beroende av fördelningen av massor i förhållande till rotationsaxeln; bestämma kraftmomentet som får svänghjulet att rotera; bestäm motsvarande värden för vinkelaccelerationer.

Nr 3. Bestämning av kroppars tröghetsmoment med hjälp av en trifilär suspension och verifiering av Steiners teorem

Bestämning av tröghetsmomenten för vissa kroppar genom metoden för vridningsvibrationer med hjälp av en trifilär suspension; verifiering av Steiners teorem.

Nr 5. Bestämning av hastigheten på en "kula" med den ballistiska metoden med hjälp av en unifilär upphängning

Bestämning av flyghastigheten för en "kula" med hjälp av en vridningsballistisk pendel och fenomenet med absolut oelastisk stöt baserat på lagen om bevarande av rörelsemängd

Nr 6. Studie av rörelselagarna för en universell pendel

Bestämning av gravitationsacceleration, reducerad längd, tyngdpunktens läge och tröghetsmoment för en universalpendel.

Nr 9. Maxwells pendel. Bestämning av kropparnas tröghetsmoment och verifiering av lagen om energibevarande

Kontrollera lagen om energibevarande inom mekanik; bestämma pendelns tröghetsmoment.

Nr 11. Studie av rätlinjig, jämnt accelererad rörelse av kroppar på Atwood-maskinen

Bestämning av fritt fallacceleration. Bestämning av momentet för den "effektiva" motståndskraften för rörelse av laster

Nr 12. Studie av Oberbeck-pendelns rotationsrörelse

Experimentell verifiering av grundekvationen för dynamiken i rotationsrörelsen hos en stel kropp runt en fast axel. Bestämning av tröghetsmomenten för Oberbeck-pendeln vid olika positioner av lasterna. Bestämning av momentet för den "effektiva" motståndskraften för rörelse av laster.

Elektricitet

Nr 1. Studie av det elektrostatiska fältet med hjälp av modelleringsmetod

Konstruera en bild av de elektrostatiska fälten hos plana och cylindriska kondensatorer med användning av ekvipotentiella ytor och fältlinjer; jämförelse av experimentella spänningsvärden mellan en av kondensatorplattorna och ekvipotentiella ytor med dess teoretiska värden.

Nr 3. Studie av den generaliserade Ohms lag och mätning av elektromotorisk kraft med kompensationsmetoden

Studera beroendet av potentialskillnaden i sektionen av kretsen som innehåller EMF på strömstyrkan; beräkning av EMF och impedans för denna sektion.

Magnetism

Nr 2. Kontrollerar Ohms lag för växelström

Bestäm spolens ohmska och induktiva resistans och kondensatorns kapacitiva resistans; kontrollera Ohms lag för växelström med olika kretselement

Svängningar och vågor

Optik

Nr 3. Bestämning av ljusets våglängd med hjälp av ett diffraktionsgitter

Bekantskap med ett transparent diffraktionsgitter, bestämning av våglängderna för en ljuskällas spektrum (glödlampa).

Kvantfysiken

Nr 1. Testar svarta kroppslagar

Studie av beroenden: spektral densitet av energi ljusstyrka för en absolut svart kropp på temperaturen inuti ugnen; spänning på termoelementet från temperaturen inne i ugnen med hjälp av ett termoelement.

Material på avsnittet "Mekanik och molekylär fysik" (1 termin) för 1:a årsstudenter (1 termin) AVTI, IRE, IET, IEE, InEI (IB)

Material på avsnittet "Elektricitet och magnetism" (2:a terminen) för 1:a årsstudenter (2:a terminen) AVTI, IRE, IET, IEE, InEI (IB)

Material på avsnittet "Optik och atomfysik" (3:e terminen) för 2:a årsstudenter (3:e terminen) AVTI, IRE, IET, IEE och 3:e år (5:e terminen) InEI (IB)

Material 4:e terminen

Lista över laborationer för allmän fysikkurs
Mekanik och molekylär fysik
1. Fel i fysiska mätningar. Mätning av volymen på en cylinder.
2. Bestämning av ämnets densitet och cylinderns och ringens tröghetsmoment.
3. Studie av bevarandelagar för kollisioner av bollar.
4. Studie av lagen om bevarande av momentum.
5. Bestämning av kulhastighet med den fysiska pendelmetoden.
6. Bestämning av den genomsnittliga markmotståndskraften och studie av den oelastiska kollisionen av en last och en påle med hjälp av en påldrivningsmodell.
7. Studie av dynamiken i rotationsrörelse hos en stel kropp och bestämning av tröghetsmomentet för Oberbeck-pendeln.
8. Studie av dynamiken hos Maxwell-pendelns planrörelse.
9. Bestämning av svänghjulets tröghetsmoment.
10. Bestämning av rörets tröghetsmoment och studie av Steiners teorem.
11. Studie av dynamiken i translations- och rotationsrörelse med hjälp av Atwood-anordningen.
12. Bestämning av tröghetsmomentet för en platt fysisk pendel.
13. Bestämning av det specifika kristallisationsvärmet och förändringen i entropi under kylning av en tennlegering.
14. Bestämning av luftens molära massa.
15. Bestämning av förhållandet mellan värmekapacitet Cp/Cv för gaser.
16. Bestämning av medelfri väg och effektiv diameter för luftmolekyler.
17. Bestämning av den inre friktionskoefficienten för en vätska med Stokes-metoden.
Elektricitet och magnetism
1. Studie av det elektriska fältet med hjälp av ett elektrolytiskt bad.
2. Bestämning av den elektriska kapacitansen för en kondensator med hjälp av en ballistisk galvanometer.
3. Spänningsvågar.
4. Bestämning av kapacitansen för en koaxialkabel och en kondensator med parallella plattor.
5. Studie av vätskors dielektriska egenskaper.
6 Bestämning av dielektricitetskonstanten för ett flytande dielektrikum.
7. Studie av elektromotorisk kraft med hjälp av kompensationsmetoden.
8 Bestämning av magnetfältsinduktion med en mätgenerator.
9. Mätning av spolsystemets induktans.
10. Studie av transienta processer i en krets med induktans.
11. Mätning av ömsesidig induktans.
12. Studie av magnetiseringskurvan för järn med Stoletovmetoden.
13. Bekantskap med oscilloskopet och studie av hysteresloopen.
14. Bestämning av en elektrons specifika laddning med hjälp av magnetronmetoden.
Våg- och kvantoptik
1. Mätning av ljusets våglängd med en Fresnel-biprisma.
2. Bestämning av ljusets våglängd med Newtonringmetoden.
3. Bestämning av ljusets våglängd med hjälp av ett diffraktionsgitter.
4. Studie av diffraktion i parallella strålar.
5. Studie av linjär spridning av en spektral enhet.
6. Studie av Fraunhofer-diffraktion vid en och två slitsar.
7. Experimentell verifiering av Malus lag.
8. Studie av linjära emissionsspektra.
9 Studie av laserstrålningens egenskaper.
10 Bestämning av atomers excitationspotential med Frank och Hertz-metoden.
11. Bestämning av bandgapet för kisel baserat på den röda gränsen för den interna fotoelektriska effekten.
12 Bestämning av den röda gränsen för den fotoelektriska effekten och arbetsfunktionen för en elektron från en metall.
13. Mätning av temperaturen på lampglödtråden med en optisk pyrometer.

Visuell fysik ger läraren möjlighet att hitta de mest intressanta och effektiva undervisningsmetoderna, vilket gör klasserna intressanta och mer intensiva.

Den största fördelen med visuell fysik är förmågan att demonstrera fysiska fenomen ur ett vidare perspektiv och ingående studera dem. Varje verk omfattar en stor mängd utbildningsmaterial, inklusive från olika grenar av fysiken. Detta ger stora möjligheter att befästa tvärvetenskapliga kopplingar, att generalisera och systematisera teoretisk kunskap.

Interaktivt arbete i fysik bör utföras i lektioner i form av en workshop när man förklarar nytt material eller när man slutför studien av ett visst ämne. Ett annat alternativ är att utföra arbete utanför skoltid, i valbara, individuella klasser.

Virtuell fysik(eller fysik på nätet) är en ny unik riktning i utbildningssystemet. Det är ingen hemlighet att 90 % av informationen kommer in i vår hjärna via synnerven. Och det är inte förvånande att tills en person ser själv, kommer han inte att tydligt kunna förstå naturen hos vissa fysiska fenomen. Därför måste inlärningsprocessen stödjas av visuellt material. Och det är helt enkelt underbart när du inte bara kan se en statisk bild som visar vilket fysiskt fenomen som helst, utan också titta på detta fenomen i rörelse. Denna resurs gör det möjligt för lärare att på ett enkelt och avslappnat sätt tydligt demonstrera inte bara hur de grundläggande fysiklagarna fungerar, utan kommer också att hjälpa till att utföra onlinelaboratoriearbete i fysik i de flesta delar av den allmänna läroplanen. Så, till exempel, hur kan du med ord förklara principen för driften av en pn-korsning? Endast genom att visa en animation av denna process för ett barn blir allt omedelbart klart för honom. Eller så kan du tydligt visa processen för elektronöverföring när glas gnuggar på silke, och efter det kommer barnet att ha färre frågor om detta fenomens natur. Dessutom täcker visuella hjälpmedel nästan alla delar av fysiken. Så till exempel, vill du förklara mekaniken? Snälla, här är animationer som visar Newtons andra lag, lagen om bevarande av momentum när kroppar kolliderar, kroppars rörelse i en cirkel under inverkan av gravitation och elasticitet, etc. Om du vill studera optiksektionen kan inget vara lättare! Experiment med att mäta ljusets våglängd med hjälp av ett diffraktionsgitter, observation av kontinuerliga och linjeemissionsspektra, observation av interferens och diffraktion av ljus och många andra experiment visas tydligt. Hur är det med el? Och det här avsnittet får en hel del visuella hjälpmedel, det finns till exempel experiment för att studera Ohms lag för komplett krets, blandledaranslutningsforskning, elektromagnetisk induktion, etc.

Således kommer inlärningsprocessen från den "obligatoriska uppgiften" som vi alla är vana vid att förvandlas till ett spel. Det kommer att vara intressant och roligt för barnet att titta på animationer av fysiska fenomen, och detta kommer inte bara att förenkla utan också påskynda inlärningsprocessen. Bland annat kan det vara möjligt att ge barnet ännu mer information än vad det skulle kunna få i den vanliga utbildningsformen. Dessutom kan många animationer helt ersätta vissa laboratorieinstrument, därför är den idealisk för många landsbygdsskolor, där tyvärr inte ens en brun elektrometer alltid är tillgänglig. Vad kan jag säga, många enheter finns inte ens i vanliga skolor i stora städer. Kanske genom att införa sådana visuella hjälpmedel i det obligatoriska utbildningsprogrammet, efter examen från skolan kommer vi att få folk intresserade av fysik, som så småningom kommer att bli unga vetenskapsmän, av vilka några kommer att kunna göra stora upptäckter! På detta sätt kommer den vetenskapliga eran av stora inhemska forskare att återupplivas och vårt land kommer återigen, som i sovjettiden, att skapa unika teknologier som ligger före sin tid. Därför tror jag att det är nödvändigt att popularisera sådana resurser så mycket som möjligt, att informera om dem inte bara till lärare utan också till skolbarn själva, eftersom många av dem kommer att vara intresserade av att studera fysiska fenomen inte bara på lektionerna i skolan, utan också hemma på fritiden, och den här sidan ger dem en sådan möjlighet! Fysik på nätet det är intressant, lärorikt, visuellt och lättillgängligt!