Учебно-методический комплекс учебной дисциплины ОДП. 03 Физика (стр. 34 )

№ опыта

F, H

ΔF, H

D, м

Δ D, м

l0, м

Δl0, м

Δl, м

S, м2

ΔS, м2

K, Н/м

ΔK, Н/м

Е, Н/м2

ΔЕ, Н/м

1.

2.

3.

3. Рассчитайте для каждого эксперимента жесткость упругого шнура и модуль Юнга. Найдите средние значения.

4. Рассчитайте погрешности измерения для каждого измерения и найдите средние значения.

5. В выводе дайте объяснение полученному результату

Литература:

1. Фирсов для профессий м специальностей технического и естественно - научного профилей: учебник: Рекомендовано ФГУ «ФИРО»/ Под редакцией – М.: «Академия», 2011 – 432с.

2. Янчевская в таблицах и схемах/ . - СПб.: Издательский Дом «Литера», 2008. – 96 с.

3. , Лазаренко по физике. ч.1. :Мозырь Белый ветер, 2006. - 136

Практическая работа № 3

ИЗУЧЕНИЕ КОЛЕБАНИЙ ПРУЖИННОГО МАЯТНИКА

Цель: определение коэффициента упругости и зависимость периода собственных колебаний пружинного маятника от массы груза

Оборудование: набор пружин, штатив, секундомер, набор пружин.

Теоретическая часть работы.

В данной работе рассматриваются колебания груза на пружине. В воздухе эти колебания можно считать незатухающими.
Колебания груза на пружине, колебательные движения происходит под действием упругой силы F

F = - κх (1)
Эта сила всегда направлена к положению равновесия, а смещение х – в противоположную сторону, поэтому имеем знак минус. По второму закону Ньютона    (2)

Где m – масса колеблющегося тела, κ – коэффициент упругости.
  (3)
где   -- частота, T0 -- период собственных колебаний. 
 (4)

Из формулы (4) легко определить период собственных упругих колебаний, например груза на пружине. 

, T = t/N (5)

где t – затраченное время для N колебаний. Коэффициент к можно определить опытным путем, если измерить величину х, на которую растянется пружина А при подвешивании к ней груза. 
Р = F, κ = F/х = Р/х (6)
отсюда P = mg, P = kΔl, Δl = l – l0 , Δl = x0
В таком случае сила тяжести будет равен P = kx0 , x0 = P/k
Где х0 – равновесная точка веса координат, х0 = х1 –х

Вопросы для повторения:

1.  Что такое механические колебания?

2.  Назовите виды колебаний.

3.  Как изменяется зависимость периода собственных колебаний от массы груза?

Порядок выполнения работы.

1.  На штатив подвесим пружины с номерами и на эти пружины подвешиваем гири разных масс.

2.  Из формулы (5) определим период вращения пружины.

3.  Определив Т, вычисляем коэффициент k.

4.  Опыт повторяется 3-4 раза.

5.  Полученные результаты записываются в таблицу.

№	Т0 (c)	n	m (кг)	t (c)	P (Н)	к (Н/м)	Δk (Н/м)
1.
2.
3.
Сред. знач.

6.  В выводе сравните теоретические значения с опытным результатом и дайте объяснение.

Литература:

1. Фирсов для профессий м специальностей технического и естественно - научного профилей: учебник: Рекомендовано ФГУ «ФИРО»/ Под редакцией – М.: «Академия», 2011 – 432с.

2. Янчевская в таблицах и схемах/ . - СПб.: Издательский Дом «Литера», 2008. – 96 с.

3. , Лазаренко по физике. ч.1. :Мозырь Белый ветер, 2006. - 136
Практическая работа № 4

РАСЧЕТ И ИЗМЕРЕНИЕ ТОРМОЗНОГО ПУТИ

Цель: определение тормозного пути модели автомобиля опытным путём и проверка достоверности эксперимента

Оборудование: модель автомобиля или тележка; резиновый шнур; дина­мометр; нить; линейка измерительная; весы.

Задание.

Рассчитайте начальную скорость модели автомобиля при движении по горизонтальной плоскости стола по известной длине тормозного пути. Запустите модель автомобиля с начальной скоростью v\ и измерьте его тормозной путь s2. Сравните тормоз­ные пути.

Теоретическая часть работы.

Расчет тормозного пути транспортного средства по известно­му значению начальной скорости тела является важной практи­ческой задачей. Длину тормозного пути должны знать водители автомобилей, мотоциклов, пилоты самолетов и машинисты поез­дов. Для расчета тормозного пути надо знать начальную скорость транспортного средства и коэффициент трения μ.

В процессе торможения кинетическая энергия поступательного движения преобразуется во внутреннюю энергию тел, взаимодейст­вующих силами трения. Мерой превращения кинетической энергии поступательного движения во внутреннюю энергию является работа сил трения. Работа А сил трения при отсутствии других сил равна изменению кинетической энергии тела:

А=∆Е (1)

Если тело двигалось с начальной скоростью v1 на прямом участке пути и в конце участка торможения остановилось, то рабо­та сил трения равна: A=Fтрs1cos1800

а изменение кинетической энергии Ек=0- .

Следовательно: Fтрs=, (2)

Откуда v1= = (3)

Для запуска модели автомобиля с начальной скоростью мож­но воспользоваться резиновым шнуром. Прикрепим один конец ко­роткого резинового шнура к модели автомобиля, а другой конец — к длинной нити. Колеса модели автомобиля предварительно закли­ниваются.

Растянув резиновый шнур на х, мы сообщим ему потенциаль­ную энергию упругой деформации, равную Ep= (4)

Под действием растянутого резинового шнура модель автомо­биля может прийти в поступательное движение и приобрести кине­тическую энергию: (5)

Отсюда деформацию х шнура можно выразить через скорость автомобиля, жесткость резинового шнура и массу модели: x=v

Вопросы для повторения:

1.  Какие данные необходимы для расчета тормозного пути?

2.  Почему тормозной путь не зависит от массы автомобиля?

Порядок выполнения работы/

1.  Закрепите колеса модели автомобиля. Прикрепите к модели динамометр и измерьте силу трения Frp при равномерном движе­нии по горизонтальной поверхности.

2.  Поставьте модель на весы и измерьте ее массу т. Используя формулу (3), вычислите значение начальной скорости, при кото­рой тормозной путь s будет равен, например, 30 см.

3. Прикрепите динамометр к резиновому шнуру. Растяните шнур с помощью динамометра и измерьте силу упругости F и деформацию х. Вычислите жесткость резинового шнура k