Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (093) 202-63-01
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з фізики для студентів-заочників інженерно-технічних спеціальностей НУВГП. Частина І

Предмет: 
Тип роботи: 
Методичні вказівки
К-сть сторінок: 
35
Мова: 
Українська
Оцінка: 

рівноважного стану атомів рівновага сил притягання і відштовхування. Виникають пружні сили. Вони зрівноважують зовнішні сили, прикладені до тіла.

Пружною називається деформація, яка зникає після припинення дії сили, що її викликала. Непружні деформації не зникають після припинення дії сили, вони супроводжуються незворотною перебудовою кристалічної ґратки тіла.
Якщо при деформації розтягу або стиску розглянути деяку площину, перпендикулярну до напрямку сили, то внутрішні сили, що діють у цій площині, повинні зрівноважуватись зовнішніми силами. В межах пружності, згідно закону Гука, деформація прямо пропорційна силі
 , (1)
де l – величина деформації (стиску або розтягу), F – зовнішня сила, S – площа поперечного перерізу, l – початковий розмір тіла у напрямку сили, E – модуль Юнга для даного матеріалу. Величина   називається відносною деформацією розтягу або стиску. Величину   називають нормальним напруженням (нормальним тому, що діє перпендикулярно до поперечного перерізу). Тоді закон Гука може бути записаний у вигляді
 . (2)
При відносній деформації   маємо  . Звідси випливає фізичний зміст модуля Юнга: він дорівнює такому нормальному напруженню, при якому відносна деформація дорівнює одиниці (зразок видовжується або стискається вдвічі).
При неперервній зміні зовнішніх навантажень ростуть напруження  і деформація  (рис.1). При деякій напрузі s (точка А на рис. 1) характерній для кожного матеріалу, спостерігається або руйнування зразка, або порушення прямої пропорціональності між  і  та виникнення залишкової (пластичної) деформації зал, яка не зникає після зняття зовнішніх навантажень. В першому випадку матеріал виявляється крихким, у другому – пластичним. Напруга s, при якій спостерігається помітна текучість матеріалу, називається границею текучості. Якщо напругу збільшувати далі, то при деякому її значенні деформований зразок починає руйнуватись. Цю напругу називають границею міцності.
Крім деформацій розтягу і стиску існують деформації кручення. Детальне вивчення цих деформацій приводиться в курсі “Опір матеріалів”. Там доводиться, що величина деформації згину  прямо пропорційна прикладеній силі F.
 , (3)
де l – довжина стержня між точками кріплення стержня і індикатора, b – ширина стержня, h – його висота, E – модуль Юнга. З (3) маємо робочу формулу для визначення E,
 . (4)
Прилад для вивчення модуля Юнга за прогином стержня складається з основи 1, в якій одним кінцем кріпиться досліджуваний стержень 2.До стержня кріпиться шалька 3, на яку кладуть тягарець 4. Вимірювання стріли прогину здійснюється індикатором 5, який закріплений на штативі (рис. 2).
Хід роботи
1. Виміряти лінійкою довжину стержня 2 від місця кріплення до індикатора. Оцінити похибку l0.
2. Виміряти ширину і товщину стержня штангенциркулем не менше як у трьох місцях. Оцінити похибки вимірювань h0 і b0.
3. Шкалу індикатора 5 встановити в нульове положення. Навантажити шальку 3 тягарцем 4. Визначити величину деформації . Оцінити похибку 0. Дослід повторити не менше трьох разів, знімаючи і кладучи на шальку те саме навантаження.
4. Знайти середні значення величин b, h,  і за допомогою формули (4) обчислити модуль Юнга. Оцінити відносну похибку цієї величини за формулою (5).
5. Записати кінцевий результат  .
  (5)
 
Таблиця 1
l = , l0 =      , F =     , F0 =     , b0 =        , h0 =       ,0 = .
№ п.п. b h 
CI
1
2
3
ср.
 
Контрольні запитання
1. Що називається деформацією тіла? Які види деформацій властиві речовині у твердому, рідкому і газоподібному станах?
2. Яка природа сил пружності?
3. Яка деформація називається пружною? Пластичною? Нарисуйте і поясніть діаграму розтягу.
4. Сформулюйте закон Гука для деформацій розтягу і стиску.
5. В чому полягає фізичний зміст модуля Юнга?
 
Лабораторна робота №4
 
Визначення прискорення вільного падіння за допомогою оборотного маятника
 
Мета роботи: визначити прискорення вільного падіння.
 
Теоретичні відомості і опис установки
Оборотний маятник – частковий випадок фізичного маятника. Фізичним маятником може бути будь-яке тіло, що обертається навколо осі, яка не проходить через центр мас. Рівноважним положенням маятника є таке положення, при якому вісь обертання О і центр мас С знаходяться на одній вертикалі, при цьому центр мас розміщений нижче осі обертання (рис. 1). Період коливання маятника
  (1)
де g – прискорення вільного падіння, L – зведена довжина фізичного маятника.
  (2)
(I – момент інерції маятника відносно осі обертання O, m – маса маятника, l – відстань від осі обертання до центра мас).
Точку О (рис.1), навколо якої коливаєтеся маятник, називають центром обертання. Точка К, що лежить на лінії ОС і віддалена від точки О на зведену довжину L маятника, називають центром коливань. Якщо такий маятник буде здійснювати коливання навколо осі, що проходить через точку К, то період коливань буде рівний періоду коливань навколо осі, що проходить через точку О. Тому точки К і О називають спряженими. Маятник, який може коливатись
Фото Капча