Файл: Лабораторная работа 1к определение скорости пули при помощи баллистического маятника содержание Введение.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.11.2023

Просмотров: 392

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Содержание:

#МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ.

Среднее значение скорости пули рассчитываем по формуле:

, (7)

Аналогично находится среднее значение выделившегося тепла:

Среднеквадратическая ошибка для скорости, ,вычисляется по формуле:

Доверительный интервалы получим, умножив среднеквадратичную ошибку у (см. формулы (9) и (10))на коэффициент Стьюдента t:

(11)

(12)

Окончательные результаты записываем в виде:

,

.

#ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТы

Задание 1.

Задание 2.

#Контрольные вопросы

Список литературы

Введение. Содержание:

#МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ. Данная компьютерная программа моделирует натурную лабораторную работу «Проверка справедливости закона Ома». Целью этой работы является экспериментальное подтверждение формул (1) и (2) и определение удельного сопротивления металлического проводника. Рис. 2Из формулы (1) видно, что сила тока прямо пропорционально приложенному напряжению. Если мы измерим силу тока в проводнике и одновременно разность потенциалов на его концах, то график зависимости силы тока от напряжения, по закону Ома, должен быть прямой линией, проходящей через начало координат. Из-за различного рода погрешностей измерений экспериментальные точки могут располагаться не на этой прямой линии. Поэтому мы должны провести прямую так, чтобы сумма квадратов отклонений экспериментальных точек от прямой была минимальной (метод наименьших квадратов). Приблизительно это можно сделать «на глаз» с помощью прозрачной линейки, перемещая ее так, чтобы минимизировать отклонения (см. рис.2). Реальные измерения силы тока и напряжения могут выполнены с помощью двух схем: либо схемы А, либо - схемы Б (см. рис. 3.1, 3.2). Рис. 3.1 Схема «А» Рис. 3.2 Схема «Б»Если для проверки закона Ома используется схема «А», то амперметр показывает силу тока текущую через сопротивление R, но вольтметр в этой схеме показывает разность потенциалов , т.е. суммарное напряжение на амперметре и на сопротивлении R (но нам для проверки закона Ома нужно знать напряжение на сопротивлении R).В схеме «Б» вольтметр показывает нужно нам для проверки закона Ома напряжение равное но амперметр показывает сумму токов, текущих через сопротивление и вольтметр.Выбор оптимальной схемы зависит от величин внутренних сопротивлений конкретных приборов – вольтметра и амперметра, которые мы можем использовать в своей установке для проверки закона Ома. Например, если сопротивление амперметра много меньше, чем исследуемое сопротивление R, а сопротивление вольтметра недостаточно велико по сравнению с сопротивлением R, то предпочтительнее будет схема «А». Если же сопротивление амперметра не очень мало по сравнению с сопротивлением R, а вольтметр достаточно хорош, т.е. его сопротивление очень велико по сравнению с сопротивлением R, то предпочтительнее будет схема «Б».Реально выбрать между схемой «А» и схемой «Б» можно сравнивая показания приборов в схеме «А» и в схеме «Б» для одного и того же напряжения источника при том же исследуемом сопротивлении R. Такая возможность предусмотрена как в натурной установке, так и в нашей модели – мы можем переключать схемы: либо «А», либо «Б».#ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТы Задание 1. Цель задания 1: Выбор оптимальной схемы для проверки закона Ома. Порядок выполнения задания 1. Запустить файл Om-2007.exe. Задать в схеме «А» напряжение источника (в этой схеме вольтметр измеряет именно это напряжение) близкое к максимально возможному, указанному рядом с источником. Записать показания вольтметра и амперметра. Переключиться на схему «Б», записать показания вольтметра и амперметра. Провести сравнительный анализ показаний приборов в схеме «А» и в схеме «Б». Сделать обоснованный выбор в пользу одной из схем. Обоснования выбора записать в отчет. В дальнейшем, при выполнении следующих заданий использовать выбранную схему. Задание 2. Цель задания 2: При постоянной длине провода изучить зависимость силы тока в проводнике от разности потенциалов (напряжения) на его концах.Порядок выполнения задания 2. Установить длину провода в пределах от 250 до 500 мм. Величину ее записать в отчете над таблицей измерений. Там же записать диаметр Вашего проводника. l=… м, d = …м

Задание 3. Цель задания 3: Изучить зависимость сопротивления проводника от его длины. Порядок выполнения задания 3. Установите длину проводника близкую к минимальной, запишите в таблицу. Установите по показаниям вольтметра напряжение, близкое к максимально возможному. Показания вольтметра и амперметра запишите в таблицу. Разбейте доступную для работы длину проводника примерно на четыре части и выполните четыре измерения напряжения и тока при разных значениях длины проводника. Результаты занесите в таблицу.

#Контрольные вопросы и список литературы.

Список литературы

Содержание:

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТы

Задание 1.

Задание 2.

Контрольные вопросы

4.Выведите рабочую формулу для определения горизонтальной составляю­щей вектора магнитной индукции поля Земли.

Список литературы




  1. Разбить интервал допустимых напряжений на 5 примерно равных частей и измерить при четырех отличных от нуля напряжениях значения сил тока в проводнике. Результаты занести в таблицу.

  2. На основе полученных данных построить график зависимости силы тока от напряжения: по экспериментальным точкам провести прямую линию максимально близкую к этим точкам (см. пояснения к рис. 2).

  3. По проведённой прямой определить приращения напряжения и тока и записать их в таблицу.

  4. По формуле определяем среднее по нашим измерениям значение сопротивления проводника.

  5. По формуле определяем удельное сопротивление проводника. S – площадь его поперечного сечения, рассчитывается по формуле: , здесь d – диаметр проводника, указывается в программе при выполнении работы

  6. По таблице удельных сопротивлений определяем материал проводника.

Таблица удельных сопротивлений материалов, используемых в данной работе



металл

в мкОм м,

при




металл

в мкОм м,

при

1

Железо

0.097

6

Хромель

0.66

2

Свинец

0.2

7

Нихром

1.1

3

Мышьяк

0.35

8

Хромаль

1.5

4

Цирконий

0.44

9

Алюмель

3

5

Титан

0.55

10

Копель

4.6


Хромель:

[от хром и (ник)ель], сплав никеля с хромом, обладающий благоприятным сочетанием термоэлектрических свойств и жаростойкости. Содержит около 10% Cr, около 1% Со, а также примеси (до 0,2% С и до 0,3% Fe).

Нихром:

общее название группы жаростойких сплавов никеля (65—80%) с хромом (15—30%).

Н. применяются как материал для нагревательных элементов электрических печей и бытовых приборов; кроме того, они используются для изготовления деталей, работающих при высокой температуре в условиях малых нагрузок.

Хромаль:

(от хром и алюминий), общее название группы жаростойких сплавов на основе железа, содержащих 17—30% Cr и 4,5—6,0% Al. Сплавы характеризуются редким сочетанием высокой жаростойкости (до 1400 °С) и высокого удельного электрического сопротивления.

Алюмель:

сплав, применяемый в пирометрии в качестве отрицательного термоэлектрода термопары хромель-алюмель Химический состав А. (в %): 1,8—2,5 алюминия; 0,85—2,0 кремния; 1,8—2,2 марганца; остальное — никель и кобальт.

Копель:

медно-никелевый сплав, содержащий 43% Ni и 0,5% Mn.

Задание 3.


Цель задания 3: Изучить зависимость сопротивления проводника от его длины.

Порядок выполнения задания 3.

  1. Установите длину проводника близкую к минимальной, запишите в таблицу.

  2. Установите по показаниям вольтметра напряжение, близкое к максимально возможному. Показания вольтметра и амперметра запишите в таблицу.

  3. Разбейте доступную для работы длину проводника примерно на четыре части и выполните четыре измерения напряжения и тока при разных значениях длины проводника. Результаты занесите в таблицу.







, м


U, В


I, А


R, Ом

1













2













3













4















  1. По формуле определите значение сопротивления проводника для каждой длины. Результаты занесите в таблицу.

  2. Постройте график зависимости сопротивления от длины проводника, используя ту же методику, какая использовалась в задании 2.

  3. Сделайте вывод о соответствии полученного графика с формулой (2) настоящего методического описания.


#Контрольные вопросы и список литературы.


  1. Что утверждает закон Ома? Всегда ли выполняется закон Ома?

  2. Объясните в чем преимущества и недостатки рассмотренных в данном пособии схем проверки закона Ома (схемы «А» и «Б»)?

  3. Как с точки зрения механики объясняется необходимость наличия разности потенциалов для возникновения электрического тока?



Список литературы


  1. Савельев И.В. Курс общей физики Т.2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика: Учебное пособие. - М.: Наука, 1982. - С. 20-24, 98-106.

  2. Савельев И.В. Курс физики. Т. 2. - М.: Наука, 1989. - С..

  3. Трофимова Т.И. Курс физики. - М.: Высшая школа, 1994. - С.. 137-138, 154-158.

  4. Тюшев А.Н. Физика в конспективном изложении. Ч. 1. Механика. Электричество. Магнетизм. - Новосибирск: СГГА, 1999, 2002. – С.65-66, 78-79.

  5. Тюшев А.Н. Вайсберг А.И.Курс лекций по физике. Часть 2. Электричество и магнетизм: Учеб. пособие. – Новосибирск: СГГА, 2003. – С. 26-28, 59-65.

МАГНЕТИЗМ Лабораторная работа № 41-к

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ

Содержание:




  1. Введение.IDH_ENTER

  2. Теоретическая часть.IDH_TEORIYA

  3. Метод измерений.IDH_METIZM

  4. Порядок выполнения работы.IDH_PVR

  5. Контрольные вопросы и список литературы.IDH_KVISL


http://physics-ssga.ru/study/lab/07_Magfield%20new-program.zip (Магнитное поле Земли)

Цель работы №41 – к

Оборудование и программное обеспечение

  1. Персональный компьютер с операционной системой Windows-98,2000,XP .

  2. Программа Magfield.EXE.

Подготовка к работе

По настоящему описанию или имеющемуся учебнику изучить следующие вопросы:

1. Что такое магнитное поле?

2.Характеристики магнитного поля.

3.Закон Био-Савара-Лапласа. Принцип суперпозиции полей.

4.Применене закона Био-Савара-Лапласа для расчёта магнитного поля в центре кругового тока. Магнитный момент контура с током.

5. Сила Ампера. Механический момент, действующий на рамку с током в магнитном поле.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. Магнитное поле

Магнетизм, также как и электрические явления, был замечен еще в глубокой древности. Было отмечено, что если взять два куска особой руды, то образцы взаимно притягиваются, либо отталкиваются. Первые месторождения такой руды были найдены в Малой Азии, в области Магнезия, по имени которой явление получило название магнетизм.

Цилиндрический стержень из магнитного материала называют магнитом, торцы – полюсами. Еще китайцы в XI веке или раньше установили, что если небольшой магнит, магнитную стрелку подвесить на нитке, то он ориентируется в пространстве так, что один из полюсов будет направлен на север, другой – на юг. Полюс, который ориентируется на север, называют северным, противоположный – южным.


Интенсивное изучение явления магнетизма началось после создания источников тока, когда была доказана связь электрического тока с магнитными явлениями. В 1820 г. датский ученый Х. Эрстед обнаружил, что если вблизи проводника с током поместить магнитную стрелку, то под действием тока стрелка поворачивается. Меняется направление тока – меняется угол поворота.

Электрический ток, как мы знаем, – это упорядоченное движение электрических зарядов. Магнитные свойства веществ ( и, в том числе - магнитной стрелки) объясняются внутриатомными движениями электрических зарядов. Поэтому на более глубоком уровне действие проводника с током на магнитную стрелку, обнаруженное Эрстедом, можно объяснить взаимодействием движущихся зарядов.

Движущийся заряд является источником магнитного поля; магнитное поле оказывает силовое воздействие на другой движущийся в нем заряд.

В случае, если электрические заряды неподвижны, они взаимодействуют только через электрические поля. Для движущихся зарядов ситуация усложняется: кроме электрического поля возникает еще и магнитное.

Оказывается, что отношение величины магнитной силы к электрической силе равно отношению произведения скоростей зарядов к квадрату скорости света, т.е.



Следовательно, магнитное взаимодействие зарядов сравнимо с электрическим лишь при скоростях частиц, приближающихся к скорости света . Скорости упорядоченного движения электронов в металле, даже при максимально возможных значениях плотности тока, имеют порядок , значит, магнитная сила при таких скоростях меньше электрической примерно в раз!

Тем не менее, магнитная сила достаточно большая и проявляется в чистом виде (без электрической!) при взаимодействии проводников с током. Дело в том, что электрическое взаимодействие проводников с током отсутствует, так как электрические поля движущихся зарядов