Інструкції до виконання лабораторних робіт з фізики для І курсу

Про матеріал

Збірник інструкцій до виконання лабораторних робіт з фізики. Підходять для студентів коледжів І курсу та учнів школи 10 класу.

Перегляд файлу

ДНІПРОРУДНЕНСЬКИЙ ІНДУСТРІАЛЬНИЙ ФАХОВИЙ КОЛЕДЖ

ЦИКЛОВА КОМІСІЯ ФІЗИКО-МАТЕМАТИЧНИХ ТА ХІМІЧНИХ ДИСЦИПЛІН

ІНСТРУКЦІЇ ДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

з навчальної дисципліни:

«Фізика та астрономія»

для спеціальностей:

184 Гірництво

Освітньо-професійні програми «Експлуатація та ремонт гірничого електромеханічного обладнання та автоматичних пристроїв», «Підземна розробка корисних копалин», «Шахтне та підземне будівництво».

133 Галузеве машинобудування

Освітньо-професійні програми «Технологія обробки матеріалів на верстатах і автоматичних лініях», «Комп’ютерні технології в машинобудуванні».

192 Будівництво та цивільна інженерія

Освітньо-професійні програми «Будівництво та експлуатація будівель і споруд», «Опорядження будівель і споруд та будівельний дизайн»

Розробник: Овсієнко Я.О., спеціаліст І категорії, викладач Дніпрорудненського індустріального фахового коледжу.

Правила техніки безпеки в кабінеті фізики

Інструкції з безпеки життєдіяльності під час проведення фронтальних лабораторних робіт

Учень, неознайомлений з інструктажем з ТБ, до занять у кабінеті фізики не допускається!

До початку роботи

1. Чітко з'ясуйте порядок і правила безпечного проведення експерименту.

2. Звільніть робоче місце від усіх непотрібних для роботи предметів. Перевірте наявність приладів та матеріалів, необхідних для виконання завдання.

3. Не приступайте до виконання роботи без дозволу вчителя.

4. Розміщуйте обладнання і прилади на робочому місці так, щоб уникнути їх падіння.

5. Брати прилади з інших столів не дозволяється.

Під час виконання роботи

Робота зі склом (скляним посудом)

1. Користуйтеся скляними трубками, які мають оплавлені краї.

2. Використовуйте скляний посуд без тріщин.

3. Не допускайте різких змін температури і механічних ударів виробів зі скла.

4. Опускайте тверді тіла в мензурку на міцній нитці, щоб не розбити мензурки.

5. Будьте обережні зі скляними пластинками, щоб не поранити руки.

6. Використовуйте скляні пластинки тільки з зашліфованими краями.

Правила зважування

1. Користуючись терезами, не допускайте механічних ударів тягарців на шальки терезів.

2. Не кладіть на шальки терезів мокрі, брудні, жирні, гарячі тіла, не насипайте сипучі речовини.

3. Дрібні гирі беріть тільки пінцетом.

4. Зважуване тіло і важки опускайте на шальки обережно.

Правила роботи з динамометром

1. Користуючись динамометром, не розтягуйте пружину руками.

2. Не перевантажуйте пружину динамометра навантаженням, більшим за допустиме.

3. Не допускайте розгойдування важків, зупиняйте їх коливання рукою.

4. Не допускайте падіння тіл (брусків) і важків під час їх зважування динамометром.

Правила роботи з важелем

1. Обережно зрівноважте важіль за допомогою гайок, що містяться на його кінцях.

2. Підвішуйте тягарці до плечей важеля так, щоб він не обертався навколо осі і не вдарив вас.

3. Динамометр підвішуйте до важеля обережно, щоб важки не зірвалися з плеча важеля.

Правила роботи з рідинами

1. Під час виконання робіт на встановлення теплового балансу воду треба ії нагрівати не вище 70 °С.

2. З метою попередження опіку забороняється брати прилади та посудину з гарячою рідиною незахищеними руками.

3. Не пробуйте на смак рідин, які використовуються в дослідах, не допускайте їх розливання на робочий стіл.

Після закінчення роботи

1. Приберіть своє робоче місце з дозволу вчителя.

2. Складіть обладнання так, як воно було складено до початку роботи.

3. При потребі витріть стіл чистою ганчіркою.

Вимоги безпеки в екстремальних ситуаціях

У разі травмування (поранення, опіки тощо) або поганого самопочуття повідомте вчителя.

Якщо розлилася ртуть.

Ртуть є однією з надзвичайно небезпечних для людини речовин. Якщо протягом тривалого часу вдихати випари навіть малої кількості цієї рідини, виникає ризик хронічного отруєння. Його ознаки: загальне нездужання, зниження працездатності, швидка стомлюваність, погіршення пам’яті, нудота, головний біль. В окремих випадках можливі катаральні прояви з боку верхніх дихальних шляхів, кровоточивість ясен, розлад шлунку. Але такі симптоми можуть проявлятися не відразу, а лише через деякий час. Врешті-решт ртутне отруєння уражає нервову систему та нирки. Тому, якщо ви розбили градусника, передовсім виведіть із забрудненого приміщення людей і прочиніть вікна. Але не допускайте протягу, інакше кульки ртуті розлетяться по всій кімнаті, багато з них розіб’ється у дрібний ртутний пил, що осяде на стінах і меблях.

Для захисту органів дихання одягніть вологу марлеву пов’язку. Прибираючи ртуть, захистіть руки гумовими рукавичками. Ртутні горошини найзручніше збирати спринцівкою у скляну банку з розчином двох грамів перманганату калію на 1 літр води. Дрібні кульки краще змітати щіточкою на лист паперу. Після цього банку щільно закрийте кришкою. Ні в якому разі не збирайте ртуть пилососом і не викидайте в сміттєпровід або каналізацію.

Тепер, аби знешкодити всі, аж до найменшої, непомітної оку частинки, потрібно здійснити дезінфекцію. Забруднені місця слід змочити мильно-содовим розчином (400 грамів мила та 500 грамів кальцинованої соди на 10 літрів води) або розчином перманганату калію (20 грамів на 10 літрів води).

Після обробки помешкання слід зачинити та провітрювати протягом трьох діб. При цьому температура в ньому не повинна бути нижчою за 20оС. Якщо ртуть потрапила на одяг, спочатку промийте його в холодній воді протягом 30 хвилин, потім ще 30 хвилин — у мильно-содовому розчині при температурі 70—80^оС, після цього — ще 20 хвилин при такій самій температурі в лужному розчині, і далі знову в холодній воді. Підошви взуття протріть розчином марганцівки.

___________________________

Дата проведення

Лабораторна робота № 1

Визначення прискорення руху тіла під час прямолінійного рівноприскореного руху.

Мета: навчитися визначити прискорення тіла при рівноприскореному русі.

Обладнання: металевий жолоб, штатив із муфтою і лапкою, сталева кулька, секундомір, лінійка, металевий циліндр.

Вказівки до роботи:

Підготовка до експерименту

І. Перед виконанням роботи згадайте:

1) загальні вимоги безпеки під час роботи з фізичному кабінеті;

2) та запишіть формулу переміщення для рівноприскореного руху, якщо відомо початкову швидкість, час та прискорення: _______________________________

3) який вигляд прийме вище записана формула, якщо початкова швидкість приймає значення нуль: _______________________________________________

4) виведіть прискорення з формули записаній в пункті 3): __________________

ІІ. Закріпити жолоб в нахиленому положенні під невеликим кутом до горизонту.

ІІІ. У нижній частині жолобу покласти упор (металевий циліндр).

ІV. У верхній частині жолоба зробіть позначку.

При встановлені обладнання розташовуйте його в межах столу раціонально, щоб воно не заважало іншим. Не допускайте падіння обладнання.

Експеримент

I. Виміряйте відстань S від позначки до циліндра (ця відстань дорівнює модулю переміщення кульки вздовж жолоба).

ІІ. Розташуйте кульку напроти позначки та виміряйте час t₁, за який скочується кулька (до моменту удару кульки о металевий циліндр). t₁ =

ІІІ. Повторіть дослід ще тричі. t₂ = t₃ = t₄ =

Опрацювання результатів експерименту

І. Обчисліть середній час руху кульки:

ІІ. Обчисліть середнє значення прискорення кульки:

ІІІ. Обчисліть абсолютну та відносну похибки вимірювання;

1) часу:

2) модуля переміщення: ΔS = ΔS _{приладу} + ΔS_{випадкова}. =

де ΔS _{приладу} – абсолютна похибка приладу дорівнює ціні поділки приладу(мінімальному значенню між сусідніми поділками лінійки),

ΔS_вип. – випадкова похибка, зумовлена процесом вимірювання (якщо вимірювання проводилось один раз, то випадкова похибка дорівнює половині ціни поділки приладу).

3) модуля прискорення:ε_а = ε_S + 2ε_t =

Δa = ε_a ^. a_cep =

4. Округліть результат до сотих та запишіть результат визначеного прискорення: а = a_cep ± Δa =

5. Результати вимірювань та обчислень запишіть у таблицю:

Номер досліду	Переміщення кульки S, м	Час руху кульки		Приско рення кульки а_сер, м/с²	Похибка вимірювання прискорення		Результат вимірювання прискорення а = a_cep ± Δa, м/с²
		t_i, c	t_cep, c		відносна ε_а, %	абсолютна Δa, м/с²
1.
2.
3.
4.

Аналіз експерименту та його результатів

Проаналізуйте експеримент і його результати. Зробіть висновок, у якому зазначте, 1) величину, яку ви вимірювали; 2) результат вимірювань; 3) причини похибки; 4) вимірювання якої величини дає найбільшу похибку.

____________________________________________________________________

Творче завдання

Подумайте, від яких чинників залежить прискорення, з яким тіло скочується похилою площиною. Запишіть план проведення відповідного експерименту, проведіть його та зробіть висновок щодо правильності вашого припущення.

____________________________________________________________________

_____________Дата проведення

Лабораторна робота № 2

Вивчення руху тіла по колу

Мета: визначити характеристики рівномірного руху кульки по колу: період обертання, обертову частоту, лінійну швидкість, доцентрове прискорення.

Обладнання: штатив із муфтою і кільцем, аркуш паперу, циркуль, сталева кулька на нитці завдовжки 50 – 60 см, секундомір, лінійка.

Вказівки до роботи

Підготовка до експерименту

І. Перед виконанням роботи згадайте:

1) загальні вимоги безпеки під час виконання лабораторних робіт;

2) та запишіть формулу періоду для рівномірного руху тіла по колу: Т =

3) та запишіть формулу обертової частоти через період: n =

4) та запишіть формулу лінійної швидкості через довжину кола та період обертання:

5) та запишіть формулу доцентрового прискорення:

ІІ. Накресліть на аркуші паперу концентричні кола радіусами 10 см і 20 см.

Експеримент

І. Закріпити кульку на нитці довжиною 50 – 60 см та прив’яжіть нитку до кільця штатива.

ІІ. Рухаючи нитку біля точки підвісу розкрутіть маятник так, щоб траєкторія руху кульки якомога точніше повторювала контур меншого кола зображеного на аркуші паперу. Виміряйте інтервал часу t, за який кулька зробить 10 повних обертів. R₁ = 10 см = 0,1 м; N₁ =10; t₁ =

Опрацювання результатів експерименту

І. Використавши отримані результати для меншого кола обчисліть період обертання Т₁, обертову частоту n₁, лінійну швидкість ϑ₁ та доцентрове прискорення а_{доц 1}

= =

ІІІ. Результати вимірювань та обчислень занесіть до таблиці.

Номер досліду

Радіус кола

R, м

Час руху

t, c

Кількість обертів

Період обертання

Т, с

Обертова частота

n, с^-1

Лінійна швидкість

ϑ, м/с

Доцентрове прискорення

а, м/с²

IV. Обчисліть значення абсолютної і відносної похибок вимірювання лінійної швидкості і доцентрового прискорення. Для цього визначте абсолютну і відносну похибки вимірювання часу руху та радіуса обертання:

1) Δt = Δt _{приладу} + Δt_{випадкова}. =

де Δt _{приладу} – абсолютна похибка приладу дорівнює ціні поділки приладу(мінімальному значенню між сусідніми поділками секундоміра),

Δt_вип. – випадкова похибка, зумовлена процесом вимірювання (якщо вимірювання проводилось один раз, то випадкова похибка дорівнює половині ціни поділки приладу). Вважайте, що випадкова похибка вимірювання часу становить 0,1 с.

2) ΔR = ΔR _{приладу} + ΔR_{випадкова}. =

де ΔR _{приладу} – абсолютна похибка приладу дорівнює ціні поділки приладу(мінімальному значенню між сусідніми поділками лінійки),

ΔR_вип. – випадкова похибка, зумовлена процесом вимірювання (якщо вимірювання проводилось один раз, то випадкова похибка дорівнює половині ціни поділки приладу). Вважайте, що випадкова похибка вимірювання радіуса становить 0,5 мм.

3) =

4) =

V Округліть результат до сотих та запишіть результат

1) визначеної швидкості у вигляді =

2) визначеного прискорення у вигляді =

Аналіз експерименту та його результатів

Проаналізуйте експеримент та його результати.

Сформулюйте висновок, у якому зазначте: 1) фізичні величини, які ви визначали; 2) точність проведення експерименту та причини похибки.

____________________________________________________________________

Творче завдання

Повторіть дослід:

І. Рухаючи нитку біля точки підвісу розкрутіть маятник так, щоб траєкторія руху кульки якомога точніше повторювала контур більшого кола зображеного на аркуші паперу. Виміряйте інтервал часу t, за який кулька зробить 10 повних обертів. R₂ = 20 см = 0,2 м; N₂ =10; t₂ =

ІІ. Використавши отримані результати для більшого кола обчисліть період обертання Т₂, обертову частоту n₂, лінійну швидкість ϑ₂ та доцентрове прискорення а_{доц 2}

= =

ІІІ. З’ясуйте чи зміняться фізичні величини (якщо зміняться то як), у другому досліді порівняно з першим дослідом.

____________________________________________________________________

___________________________

Дата проведення

Лабораторна робота № 3

Дослідження руху тіла, кинутого горизонтально.

Мета: дослідити рух тіла, кинутого горизонтально; визначити початкову швидкість, надану тілу в горизонтальному напрямку; дослідити виду траєкторії руху тіла, кинутого горизонтально, у полі сили тяжіння.

Обладнання: лінійка, штатив із муфтою і лапкою, металевий жолоб зігнутий на краю, кулька, папір, копіювальний парів, висок, скотч (клейка стрічка).

Вказівки до роботи

Підготовка до експерименту

І. Перед виконанням роботи згадайте:

1) загальні вимоги безпеки під час виконання лабораторних робіт.

ІІ. Перед виконанням роботи дайте відповіді на питання:

1) Як називається рух тіла у вакуумі під впливом земного тяжіння? ____________________________________________________________________

2) За якою траєкторією буде рухатися тіло якому надано горизонтальної швидкості? __________________________________________________________

3) Яке числове значення прискорення вільного падіння, та в яких одиницях воно вимірюється? ____________________________________________________

5) За якою формулою визначається дальність падіння тіла ℓ, якому надано горизонтальної швидкості , якщо воно впало через час t? _________________

6) Як позначається вертикальна складова швидкості? За якою формулою можна обчислити вертикальну складову швидкості для тіла якому надано горизонтальної швидкості? ____________________________________________

Експеримент

І. За допомогою штатива закріпити жолоб, так щоб нижня частина кульки, яка перебуває на краю загнутого кінця жолоба, розташувалась на висоті 5 см від поверхні стола.

Загнутий кінець жолоба необхідно розташувати горизонтально поверхні стола.

ІІ. Відмітьте точку на жолобі з якої будете відпускати кульку. Зробіть пробний пуск. На місце падіння кульки покладіть смужку паперу і на неї копіювальний папір. За допомогою виска визначить проекцію точки закінчення жолоба на столі (точка А). Дальність польоту кульки – це відстань від точки А до точки падіння кульки. Висота – це відстань від нижньої частини кульки, яка перебуває на краю загнутого кінця жолоба, до поверхні стола.

ІІІ. Пускаючи кульку з одного й того ж самого місця жолоба повторіть дослід три рази, виміряйте щоразу дальність польоту.

h₀₁ = 0,05 м; ℓ₁₁ = ______ м; ℓ₁₂ = ______ м; ℓ₁₃ = ______ м;

ІV. Змінивши висоту (h₀₂ = 0,115 м) і пускаючи кульку з того ж самого місця жолоба повторіть дослід три рази, виміряйте щоразу дальність польоту;

h₀₂ = 0,115 м; ℓ₂₁ = ______ м; ℓ₂₂ = ______ м; ℓ₂₃ = ______ м;

V. Змінивши висоту (h₀₃ = 0,2 м) і пускаючи кульку з того ж самого місця жолоба повторіть дослід три рази, виміряйте щоразу дальність польоту;

h₀₃ = 0,2 м; ℓ₃₁ = ______ м; ℓ₃₂ = ______ м; ℓ₃₃ = ______ м;

VІ. Змінивши висоту (h₀₂ = 0,115 м) і пускаючи кульку з того ж самого місця жолоба повторіть дослід три рази, виміряйте щоразу дальність польоту;

h₀₄ = 0,45 м; ℓ₄₁ = ______ м; ℓ₄₂ = ______ м; ℓ₄₃ = ______ м;

Опрацювання результатів експерименту

І. Використавши отримані результати для кожного експерименту (для різних висот) обчисліть середнє значення дальності польоту:

ІІ. Використовуючи данні досліду, у якому кулька летіла з найбільшої висоти, обчисліть середнє значення початкової швидкості за формулою (g = 10 м/с²):

ІІІ. Обчисліть значення абсолютної і відносної похибок вимірювання швидкості за формулою:

, де Δℓ = Δh = 1 мм, Δg = 0,02м/с².

ІV. Округліть результат до сотих та запишіть результат визначеної швидкості у вигляді =

Аналіз експерименту та його результатів

Проаналізуйте експеримент та його результати.

____________________________________________________________________

Творче завдання

1. Використавши отримане значення початкової швидкості ϑ_0x∙за формулами:

ℓ = ϑ_0x∙t і знайти дальність польоту тіла ℓ та зміну висоти, на якій перебуватиме тіло через кожні 0,05 с, запишіть їх значення в таблицю.

*t, с*	0	0,05	0,10	0,15	0,02	0,25	0,3
ℓ, м
Δh, м

2. Побудуйте графік траєкторії руху.

Побудуйте в цих же осях графік згідно результатів отриманих під час проведення експериментів.

___________________________

Дата проведення

Лабораторна робота № 4

Вивчення руху тіла, кинутого вертикально вгору

та під кутом до горизонту

Мета: дослідити рух тіла, кинутого під кутом до горизонту; експериментально і теоретично визначити дальність польоту та висоту підняття; встановити залежність дальності польоту та висоти підняття тіла, кинутого під кутом до горизонту, від початкових умов кидання.

Обладнання: Пістолет балістичний лабораторний, вимірювальна стрічка, 2-3 аркуші білого і один аркуш копіювального паперу, клейка стрічка (скоч), штатив, металеве кільце.

Вказівки до роботи

Підготовка до експерименту

І. Перед тим як виконувати роботу, згадайте:

1) загальні вимоги безпеки під час виконання лабораторних робіт;

ІІ. Перед виконанням роботи дайте відповіді на питання:

1) Яка формула максимальної висоти підйому під час кидання вертикально вгору, якщо відомо початкову швидкість руху? Н_mах =

3) З попередньої формули виведіть початкову швидкість руху: =

4) Як позначається вертикальна складова швидкості?

За якою формулою можна обчислити вертикальну складову швидкості для тіла якому надано швидкості під кутом до горизонту? =

5) Як позначається горизонтальна складова швидкості?

За якою формулою можна обчислити горизонтальну складову швидкості для тіла якому надано швидкості під кутом до горизонту? =

6) Яка формула для визначення дальності польоту і яка формула максимальної висоти підняття тіла, кинутого під кутом до горизонту?

ℓ = h_max =

Експеримент 1

Увага! Під час стрільби з балістичного пістолета дотримуйтесь техніки безпеки.

І. Визначення початкової швидкості, та висоти підняття тіла кинутого вертикально вгору.

1. Закріпіть струбцину з балістичним пістолетом на краю стола (щоб не пошкодити поверхню стола під струбцину підкладіть невеличку картонку).

2. Використовуючи кутомір, спрямуйте балістичний пістолет строго вертикально. Поряд з пістолетом на штативі закріпіть вимірювальну стрічку так, щоб початок відліку збігався з центром снаряду. Зробіть три постріли, визначивши кожного разу висоту підняття снаряду Н₀.

Н₀₁ = ____ Н₀₂ = ____ Н₀₃ = ____

Опрацювання результатів експерименту І

1. Використавши отримані результати обчисліть середнє значення висоти підняття снаряду Н_0сер:

2. Обчисліть модуль швидкості вильоту снаряду за формулою:

3. Обчисліть максимальну дальність польоту снаряду для кута 45⁰ за формулою:

4. Обчисліть максимальну висоту підняття снаряду для кута 45⁰ за формулою: =

Експеримент 2

Увага! Під час стрільби з балістичного пістолета дотримуйтесь техніки безпеки.

І. Визначення дальності польоту та висоти підняття тіла кинутого під кутом 45⁰ до горизонту.

1. Використовуючи кутомір, спрямуйте балістичний пістолет під кутом 45⁰ до горизонту. На знайденій відстані ℓ покладіть невеликий аркуш білого паперу, накритий копіювальним, який буде мішенню. Доцільно під аркуш білого паперу підкласти шматочок гуми, або картону, щоб не пошкодити поверхню парти. Посередині між пістолетом і мішенню встановіть штатив із закріпленим на ньому кільцем у вертикальній площині на висоті h. Уважно стежте, щоб снаряд, центр кільця і мішень знаходились в одній вертикальній площині.

2. Зробіть постріл. Якщо розрахунки зроблені правильно, снаряд має пролетіти крізь кільце і влучити в мішень.

3. Зробіть три постріли, визначивши кожного разу висоту підняття кульки h_max та максимальну дальність польоту снаряду ℓ.

h_max1 = h_max2 = h_max3 =

ℓ₁ = ℓ₂ = ℓ₃ =

Опрацювання результатів експерименту ІІ

1. Використавши отримані результати обчисліть середнє значення висоти підняття снаряду h_{max сер}:

2. Використавши отримані результати обчисліть середнє значення дальності польоту снаряду ℓ_сер:

3. Обчисліть значення абсолютної і відносної похибок вимірювання дальності польоту за формулами:

, де ℓ – дальність польоту, яку отримали в наслідок обчислень,

ℓ_сер – дальність польоту, яку отримали в наслідок експерименту.

4. Обчисліть значення абсолютної і відносної похибок вимірювання висоти підйому за формулами:

, де h_max – дальність польоту, яку отримали в наслідок обчислень, h_{max сер} – дальність польоту, яку отримали в наслідок експерименту.

Аналіз експерименту та його результатів

Проаналізуйте експеримент та його результати.

____________________________________________________________________

Творче завдання:

Використавши значення швидкості вильоту снаряду, яку обчислили в першому експерименті, визначить час польоту снаряду:

Використавши отримане значення часу польоту снаряда за формулами:

ℓ = ϑ₀^.t^.cos α∙та знайти дальність польоту тіла ℓ та висотe, на якій перебуватиме тіло через кожні 0,125 t с, запишіть їх значення в таблицю.

*t, с*	0
ℓ, м	0
h, м	0							0

Побудуйте графік залежності висоти підняття тіла h від відстані до точки кидання ℓ.

___________________________

Дата проведення

Лабораторна робота № 5

Визначення коефіцієнта тертя.

Мета: визначити коефіцієнт тертя ковзання дерева по дереву, скориставшись формулою сили пружності.

Обладнання: лабораторний динамометр, дерев’яний брусок, дерев’яна лінійка, набір тягарців..

Вказівки до роботи

Підготовка до експерименту

1. Перед тим як виконувати роботу згадайте:

1) вимоги безпеки під час роботи з динамометром;

2) формулу сили тертя: _______________________________________________

З формули сили тертя виведіть коефіцієнт тертя __________________________

3) чому дорівнює сили нормального тиску _______________________________

2. Подумайте та запишіть, від яких фізичних параметрів залежить коефіцієнт тертя. ______________________________________________________________

____________________________________________________________________

Експеримент

Результати вимірювань відразу заносьте до таблиці.

1.Прикріпити до вертикально розташованого динамометру дерев’яний брусок і виміряти силу тяжіння бруска m₁g. m₁g =

2. Покласти дерев’яний брусок широкою гранню на горизонтально розташовану дерев’яну лінійку. Прикріпивши горизонтально до бруску динамометр, тягнути за нього так, щоби брусок рухався рівномірно вздовж лінійки. Виміряти силу тяги F_тяги1. Підчас рівномірного прямолінійного руху F_тяги1 = F_тертя1 =

3. Прикріпити до вертикально розташованого динамометру дерев’яний брусок та один тягарець і виміряти силу тяжіння бруска m₂g. m₂g =

4. Покласти дерев’яний брусок широкою гранню на горизонтально розташовану дерев’яну лінійку, на нього покласти один тягарець. Прикріпивши горизонтально до бруску динамометр, тягнути за нього так, щоби брусок рухався рівномірно вздовж лінійки. Виміряти силу тяги F_тяги2.

F_тяги2 = F_тертя2 =

5. Повторити попередній дослід з двома тягарцями

m₃g = F_тяги3 = F_тертя3 =

6. Повторити попередній дослід з двома тягарцями

m₄g = F_тяги4 = F_тертя4 =

Опрацювання результатів експерименту

1. Для кожного досліду визначте:

1) значення коефіцієнта тертя ковзання μ

2. Визначити середнє значення коефіцієнта тертя ковзання μ_сер

3. Визначити відносну похибку вимірювання сили тяжіння для першого досліду

, де Δmg = Δmg_інстр + Δmg_вимір – абсолютна похибка при вимірюванні сили тяжіння,

Δmg_інстр – інструментальна похибка при вимірюванні сили тяжіння, дорівнює ціні поділки динамометра,

Δmg_вимір– похибка вимірювання при вимірюванні сили тяжіння, дорівнює половині ціни поділки динамометра.

4. Визначити відносну похибку вимірювання сили тяги для першого досліду.

, де Δ F_тяги = Δ F_{тяги інстр} + Δ F_{тяги вимір} – абсолютна похибка при вимірюванні сили тяги,

Δ F_{тяги інстр} – інструментальна похибка при вимірюванні сили тяги, дорівнює ціні поділки динамометра,

Δ F_{тяги вимір}– похибка вимірювання при вимірюванні сили тяги, дорівнює половині ціни поділки динамометра.

5. Визначити відносну похибку вимірювання коефіцієнта тертя ковзання ε_μ

6. Визначити абсолютну похибку вимірювання коефіцієнта тертя ковзання =

7. Округліть результат до сотих та запишіть результат визначеного коефіцієнта тертя: =

8. Закінчіть заповнення таблиці.

Аналіз експерименту та його результатів

Проаналізуйте експеримент і його результати.

Сформулюйте висновок, у якому зазначте: 1) фізичну величину, яку ви визначали; 2) точність проведення експерименту та причини похибки.

____________________________________________________________________

Творче завдання

За результатами вимірювання побудуйте графік залежності сили тертя від сили нормального тиску. Під час побудови графіка за результатами вимірювання експериментальні точки можуть не лежати на одній прямій, що відповідає формулі F_тертя = μN. У цьому випадку графік потрібно будувати так, щоб приблизно однакова кількість точок була по різні боки від прямої.

За тангенсом кута нахилу графіка визначте середнє значення коефіцієнта тертя.

___________________________

Дата проведення

Лабораторна робота № 6

Визначення центра мас плоских фігур.

Мета: Ознайомитися з методами визначення центра мас (центра тяжіння); визначити центр мас плоскої фігури правильної геометричної форми двома методами:експериментальним та геометричним.

Обладнання: Штатив із муфтою та лапкою, картон, ножиці, нитка довжиною 30 – 40 см, гайка, тонкий цвях, шило, лінійка.

Вказівки до роботи

Підготовка до експерименту

1. Перед тим як виконувати роботу, згадайте:

1) вимоги безпеки під час виконання лабораторних робіт;

2).

____________________________________________________________________

2.Виріжте з картону плоску фігуру, яка має форму нерівнобічної трапеції (див. рис.).

3. У трьох кутах трапеції зробіть шилом отвори, діаметри яких трохи більші за діаметр цвяха.

4. Виготовте висок: до одного кінця нитки прив’яжіть гайку, на другому кінці нитки зробіть петельку.

Експеримент 1. Визначити центр мас експериментальним методом.

1. Закріпіть цвях горизонтально в лапці штатива, так щоб гострий край гвіздка був вільним; підвісьте на цвях картону фігуру і висок.

2. Після того як коливання пластини та виска припиняться, олівцем поставте

2-3 точки вздовж нитки виска.

3. Знявши пластину, проведіть лінію, яка з'єднує відмічені точки

4. Повторіть дослід ще для двох отворів.

5. Переконайтесь, що всі три прямі перетнулись в одній точці. Ця точка і є центром мас фігури.

6. Встановіть пластину на голку чи булавку чи олівець, таким чином, щоб точка опори співпадала з визначеним вами центром тяжіння. Якщо пластинка перебуватиме в рівновазі, то знайдена вами точка і є центром мас (центром тяжіння).

Експеримент 2. Визначити центр мас геометричним методом.

Зверніть увагу: фігуру для досліду беремоту саму, а от побудову краще виконувати на зворотному боці.

1. Розбийте фігуру на паралелограм та трикутник.

2. Знайдіть центри мас кожної фігури.

3. З'єднайте отримані точки відрізком.

4. Проробіть дані операції знову,виконавши інше розбиття на дві інші фігури правильної геометричної форми і з'єднайте отримані точки відрізком.

5. Знайдіть точку перетину цих відрізків. Отримана точка - це центр тяжіння плоскої фігури.

Аналіз результатів експерименту

Проаналізуйте експеримент і його результати. Сформулюйте висновок, у якому зазначте: 1) що ви визначили, якими методами; 2) який метод, на вашу думку, є універсальнішим; 3) чи збіглися отримані результати: якщо ні , то в чому причина похибки.

____________________________________________________________________

Творче завдання

Виріжте фігуру довільної форми та визначте її центр мас. Складіть план дій. ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

___________________________

Дата проведення

Лабораторна робота № 7

Вивчення одного з ізопроцесів.

Мета: дослідити залежність об'єму газу від абсолютної температури; експериментально перевірити справедливість закону Гей-Люссака для ізобарного процесу.

Обладнання: термометр; високі циліндри з гарячою і холодною водою; довга скляна трубка, закрита з одного кінця; лінійка; пластилін, штатив з двома муфтами та лапками.

Вказівки до роботи

Підготовка до експерименту

1. Перед тим як розпочати вимірювання, згадайте:

1) вимоги безпеки під час виконання лабораторних робіт рідинами, зі склом та термометром.

2) який процес називають ізотермічним? ________________________________

____________________________________________________________________

3) який процес називають ізохорним? ___________________________________

____________________________________________________________________

4) який процес називають ізобарним? ___________________________________

____________________________________________________________________

5) рівняння, яке описує закон Гей-Люссака: ______________________________

6) як пов’язана шкала Кельвіна зі шкалою Цельсія? ________________________

2. Проаналізуйте формулу закон Гей-Люссака та поміркуйте та запишіть, які вимірювання слід зробити, щоб пересвідчитись у його виконанні:

____________________________________________________________________

3. Закріпіть високі циліндри з гарячою і холодною водою за допомогою лапок штатива. (лапки не затискайте сильно), щоб вони перебували у стійкому положенні.

Експеримент

Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки.

1. Виміряйте довжину скляної трубки: ℓ₁ =

2. У циліндр з гарячою водою опустіть трубку відкритим кінцем вгору на максимальну глибину на 3-4 хв.

3. Виміряйте температуру гарячої води: t₁ =

Визначить температуру за абсолютною шкалою: Т =

Вийміть термометр із води і покладіть на серветку, так щоб він не скотився зі стола.

4. Щоб під час зміни фізичних параметрів повітря його кількість не змінилась, відкритий кінець скляної трубки, що міститься в гарячій воді, закрийте пластиліном. Вийміть трубку з гарячої води і зануривши кінець трубки, закритий пластиліном, у воду кімнатної температури, зніміть під водою пластилін.

5. Щоб тиск повітря у трубці знову дорівнював атмосферному, потрібно занурити трубку у воду так, щоб рівні води в трубці і циліндричній посудині були на одному рівні.

6. Виміряйте довжину повітряного стовпа в трубці: ℓ₂ =

7. Виміряйте температуру навколишнього середовища: t₂ =

8. Результати вимірювань відразу заносьте до таблиці.

ℓ₁, м

Т₁, ⁰К

Опрацювання результатів експерименту

1. Обчисліть співвідношення температур: С₁ = =

2. Обчисліть співвідношення довжин повітряних стовпчиків С₂ = =

3. Оцініть відносну похибку експерименту:

Аналіз результатів експерименту

За результатами експерименту зробіть висновок: 1) закон, який ви експериментально перевіряли; 2) величини які виміряли; 3)результат перевірки; 4)укажіть фізичні величини, вимірювання яких, на ваш погляд, дало найбільшу похибку.

____________________________________________________________________

Творче завдання

Чи зміняться результати експерименту, якщо для його проведення використати трубку з більшою або з меншою площею поперечного перерізу? Обґрунтуйте. Виконайте експериментальну перевірку свого припущення, запишіть результат.

____________________________________________________________________

___________________________

Дата проведення

Лабораторна робота № 8

Визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини.

Мета: навчитися визначати поверхневий натяг рідини методом відривання крапель і піднімання рідини в капілярі.

Обладнання: шприц медичний без голки, штангенциркуль; зубочистка; лінійка з міліметровими поділками; капілярна трубка, посудина з підфарбованою водою.

Вказівки до роботи

Підготовка до експерименту

1. Перед тим як розпочати вимірювання, згадайте:

1) вимоги безпеки під час виконання лабораторних робіт рідинами та зі склом.

2) коли відбувається відрив каплі від краю трубки? ________________________

3) яка формула сили тяжіння? __________________________________________

4) яка формула сили поверхневого натягу рідини? _________________________

5) яка формула довжини кола? _________________________________________

6) від яких параметрів залежить коефіцієнт поверхневого натягу рідини: ______

____________________________________________________________________

7) з рівності сили поверхневого натягу та сили тяжіння, що діє на одну краплю у момент відриву виведіть коефіцієнт поверхневого натягу рідини ___________

____________________________________________________________________

8) яка формула підйому рідини у капілярі? _______________________________

9) з попередньої формули виведіть коефіцієнт поверхневого натягу рідини:

____________________________________________________________________

2. Проаналізуйте формулу для визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини методом крапель та поміркуйте та запишіть, які вимірювання слід зробити, щоб пересвідчитись у його виконанні:

____________________________________________________________________

Експеримент

Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки.

1. За допомогою зубочистки і штангенциркуля виміряйте внутрішній діаметр вихідного отвору шприца: d =

2. Наберіть у шприц 2 мл води. Повільно натискаючи на поршень і рахуючи каплі, викапайте всю воду у склянку. N₁ =

3. Повторіть дослід 3 рази.

N₂ = N₃ = N₄ =

4. Результати вимірювань відразу заносьте до таблиці.

№ досліду	Діаметр отвору d, ^х10^{– 3} м	Об’єм води V, ^х10^{– 6} м³	Кількість крапель		Коефіцієнт поверхневого натягу води σ_сер, ^х10^{– 3} Н/м
№ досліду	Діаметр отвору d, ^х10^{– 3} м	Об’єм води V, ^х10^{– 6} м³	N	N_сер	Коефіцієнт поверхневого натягу води σ_сер, ^х10^{– 3} Н/м
1.
2.
3.
4.

Опрацювання результатів експерименту

1. За результатами дослідів знайдіть середню кількість крапель N_сер:

2. Обчисліть середнє значення коефіцієнт поверхневого натягу води σ_сер:

3. Оцініть відносну похибку експерименту, порівнявши отримане значення коефіцієнт поверхневого натягу води з табличним. σ_таб = 73 , ^х10^{– 3} Н/м.

Аналіз результатів експерименту

За результатами експерименту зробіть висновок: 1) величину, яку ви виміряли; 2) отриманий результат; 3) причини похибки; 4) чи здається вам запропонований спосіб зручним.

____________________________________________________________________

Творче завдання

Запропонуйте експеримент щодо виявлення залежності коефіцієнта поверхневого натягу води від температури та від наявності у воді домішок.

Виконайте експериментальну перевірку свого припущення, запишіть результат.

____________________________________________________________________

___________________________

Дата проведення

Лабораторна робота № 9

Визначення модуля пружності гуми.

Мета: експериментально перевірити закон Гука і визначити модуль пружності гуми.

Обладнання: гумова смужка завдовжки 20-30 см; вимірна лінійка з ціною поділки 1 мм/под; штатив універсальний з муфтою і лапкою; штангенциркуль, динамометр.

Вказівки до роботи

Підготовка до експерименту

1. Перед тим як розпочати вимірювання, згадайте:

1) вимоги безпеки під час виконання лабораторних робіт.

2) яка формулу механічної напруги?____________________

3) яка формула відносного видовження? ________________

4) яка формула сили пружності (Закон Гука)? ___________

5) яка формула абсолютного видовження? ______________

6) від яких параметрів залежить коефіцієнт жорсткості: ___________________________________________________

___________________________________________________

____________________________________________________________________

7) від яких параметрів залежить модуль пружності речовини? _______________

____________________________________________________________________

8) З формули сили пружності виведіть формулу для визначення модуля пружності речовини Проаналізуйте отриману формулу та поміркуйте та запишіть, які вимірювання слід зробити, щоб визначити модуль пружності гуми: ______________________________________________________________

____________________________________________________________________

2. Олівцем або ручкою нанесіть на гумовий шнур дві мітки (поставте дві мітки на початку і в кінці досліджуваної ділянки). Лінійкою виміряйте відстань між мітками. ℓ₀ =

3. У різних місцях гумової смужки за допомогою штангенциркуля виміряйте ширину а і товщину b поперечного перерізу (для зразка прямокутного перерізу) а= b=

чи середній діаметр D (для зразка круглого перерізу). D =

4. Гумовий шнур, із петлею на нижньому кінці, закріпіть у штативі. Поряд закріпіть лінійку у вертикальному положенні.

Експеримент

Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки.

1. До нижнього кінця шнура закріпіть динамометр. За допомогою динамометра прикладіть до гумового шнура деформуючу силу F₁ = 1 Н.

Виміряйте відстань між мітками на розтягнутому шнурі. ℓ₁ =

2. Повторіть дослід кожного разу збільшуючи деформуючу силу на один Ньютон.

3. Результати вимірювань відразу заносьте до таблиці.

№ досліду	Площа поперечного перерізу S, ^х10^{– 6}м²	Початкова довжина між мітками шнура ℓ₀, м	Сила F, Н	Довжина між мітками шнура при навантаженні ℓ, м	Відносне видовження ε	Модуль пружності гуми Е, ^х10⁶Па
1.
2.
3.
4.

Опрацювання результатів експерименту

1. Обчисліть площу поперечного перерізу гумового шнура

Для зразка прямокутного перерізу: S = a b =

Для зразка круглого перерізу =

2. Обчисліть для кожного досліду відносне видовження:

= =

3. Обчисліть для кожного досліду модуль пружності гуми:

= =

4. Обчисліть середнє значення модуля пружності гуми:

5. Обчисліть абсолютні похибки для кожного з дослідів (модулі відхилення від середнього значення):

∆Е₁ = Е_с – Е₁ = ∆Е₂ = Е_с – Е₂ =

∆Е₃ = Е_с – Е₃ = ∆Е₄ = Е_с – Е₄ =

6. Обчисліть середнє значення з абсолютних похибок:

7. Оцініть відносну похибку експерименту

8. Запишіть значення модуля пружності з врахуванням похибок:

Аналіз результатів експерименту

За результатами експерименту зробіть висновок: 1) яку величину знаходили у даній роботі; 2) яке значення модуля пружності гуми (з врахуванням похибок) отримали; 3) Чи співпало отримане значення з табличним; 4) Які джерела похибок і неточностей у роботі.

____________________________________________________________________

Творче завдання

За результатами вимірювання побудуйте графік залежності сили пружності відносного видовження. Під час побудови графіка за результатами вимірювання експериментальні точки можуть не лежати на одній прямій, що відповідає формулі F_пр = εЕS. У цьому випадку графік потрібно будувати так, щоб приблизно однакова кількість точок була по різні боки від прямої.