Файл: Учебнометодическое пособие для направлений подготовки 44. 03. 01 Педагогическое образование и 44. 03. 05 Педагогическое образование (с двумя профилями подготовки).docx

Таблица 2 (метод гидростатического взвешивания)

№	m	m1
1
2
3

Вопросы для допуска

1. 
   Масса. Инертная и гравитационная массы.
   
2. 
   Понятия веса и удельного веса.
   
3. 
   Плотность вещества. От чего зависит плотность вещества?
   
4. 
   Какая разница между плотностью и удельным весом?
   
5. 
   Единицы измерения массы, веса, удельного веса, плотности в системах СИ и СГС.
   
6. 
   Законы Паскаля и Архимеда.
   
7. 
   Методика выполнения лабораторной работы.
   

Вопросы для защиты

1. 
   Что называется абсолютной и относительной погрешностями?
   
2. 
   Что называется систематической погрешностью?
   
3. 
   Как получают формулы не поправленных плотностей твердого тела в обоих методах?
   

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Изучение законов свободного падения тел

Цель работы: изучить законы свободного падения, определить ускорение силы тяжести.

Принадлежности: машина Атвуда, сплошная платформа, электромагнит, электрический секундомер, выпрямитель (ВС 4-12), соединительные провода

---

., стальные шарики разной массы (3 шарика).

Введение

Машина Атвуда состоит (смотрите рисунок) из вертикально прикрепленного к основанию 1 стержня 2, на котором нанесена шкала 3, разделенная на сантиметры (в основании 1 имеются корректирующие винты 11 вращением которых, добиваются установки стержня 2 именно в вертикальной плоскости). К электромагниту 6 подносится металлический шарик и включается ВС 4-12 тумблером, после этого поднимается платформа 7 .

Порядок выполнения задания

1. 
   Выберите некоторое положение сплошной платформы на штанге.
   
2. 
   Включите секундомер.
   
3. 
   Установите стрелку секундомера 9 в нулевое положение единичным нажатием на кнопки «установка нуля» (внимание: самостоятельно выявить систематическую ошибку секундомера; если таковая существует – учитывать ее при измерениях).
   
4. 
   Включите ВС 4-12 (8) «ВКЛ».
   
5. 
   Прикрепите шарик к электромагниту 6.
   
6. 
   Поднимите платформу 7.
   
7. 
   Выключите ВС 4-12 (8) «ВЫКЛ», шарик должен упасть и остановить начавший работать секундомер.
   

Принцип работы установки. Электрическая схема установки собрана следующим образом. При подаче постоянного напряжения, ток идет через обмотку электромагнита, что позволяет крепить к нему шарик (внимание: электромагнит должен включаться на очень короткий промежуток времени, чтобы избежать перегрева). Когда ток в цепи электромагнита исчезнет и шарик начинает падать (характер движения шарика равноускоренный); одновременно секундомер начинает отсчитывать время падения шарика; в момент удара шарика о платформу (в момент ее опускания) ток в цепи платформы, также исчезнет, и секундомер остановится. Его показания дадут время падения t шарика.

Изменяя положение обоймы-ловушки на штанге можно определить время падения различных по массе шариков, а затем воспользовавшись законом пути при равнопеременном движении:

,

определить (не учитывая сопротивления воздуха) ускорение свободного падения.

По результатам измерений построить графическую зависимость (внимание: график должен располагаться на целой странице) и воспользовавшись ею определить ускорение свободного падения.

---

Примечание. Работу провести для трех различных по массе (m₁, m₂, m₃) стальных шариков и для трех положений обоймы-ловушки (внимание: расстояние между ближайшими положениями обоймы-ловушки не должно быть меньше 15 см и больше 30 см). Время для каждого положения обоймы-ловушки для одного стального шарика измерить пять раз и взять среднее арифметическое значение (всего 45 измерений времени). Результаты измерений занести в таблицы (3 таблицы). Сделать подробный вывод по проделанной работе.

Таблица (масса добавочного перегрузка m₁)

S, м

t, с

Таблица (масса добавочного перегрузка m₂)

S, м

t, с

Таблица (масса добавочного перегрузка

---

m₃)

S, м

t, с

Сводная таблица

Вопросы для допуска

1. 
   Ускорение свободного падения.
   
2. 
   Закон всемирного тяготения.
   
3. 
   Напряженность гравитационного поля (физический смысл).
   
4. 
   Опыты по определению гравитационной постоянной.
   
5. 
   Методика выполнения лабораторной работы.
   

Вопросы для защиты

1. 
   Вывод формулы зависимости ускорения свободного падения от высоты над Землей и от широты местности.
   
2. 
   Какое движение называется свободным падением?
   
3. 
   Почему ускорение силы тяжести неодинаково в различных точках земной поверхности?
   
4. 
   Почему два небольших диска одинакового диаметра (картонный и металлический) падают в воздухе с различными скоростями?
   
5. 
   Какие опыты показывают, что инертная и гравитационная массы пропорциональны друг другу. Можно ли провести опыт Кавендиша в условиях невесомости? Как это сделать? Изменится ли при этом результат?
   
6. 
   Известно, что металлические оболочки могут экранировать некоторую область пространства от действия электрического поля. Существует ли подобный экран для гравитационного поля?
   

---

---