Министерство общего и профессионального образования Ростовской области

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Ростовской области

«Ростовский - на - Дону строительный колледж»

Рабочая тетрадь

для лабораторных работ по учебной дисциплине «Физика»

Студента ____ курса группы_________________________

___________________________________________________

(Ф.И.О.)

Ростов-на-Дону

2015

Рабочая тетрадь для лабораторных работ по учебной дисциплине «Физика» / А.В. Никитина, Т.К. Рахматулаева.

Рабочая тетрадь предназначена для выполнения лабораторных работ по учебной дисциплине «Физика» обучающимися I и II курсов колледжа. Тетрадь разработана в соответствии с рабочей программой учебной дисциплины «Физика»  для специальностей среднего профессионального образования технического профиля: 07.02.01 Архитектура; 08.02.01  Строительство и эксплуатация зданий и сооружений; 08.02.08 Монтаж и эксплуатация оборудования и систем газоснабжения,  08.02.03 Производство неметаллических строительных изделий и конструкций, 08.02.07 Монтаж и эксплуатация внутренних сантехнических устройств, кондиционирования воздуха и вентиляции, разработанной на основе  примерной программы учебной дисциплины «Физика» для специальностей среднего профессионального образования, одобренной и рекомендованной Департаментом государственной политики и нормативно-правового регулирования в сфере образования Минобразования России (2008).

Рабочая тетрадь для лабораторных работ входит в состав учебно-методического комплекса дисциплины «Физика».

Рекомендовано к использованию в учебном процессе методическим советом ГБОУ СПО РО РСК.

Содержание

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №1        

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №2        

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №3        

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №4        

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №5        

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №6        

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №7        

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №8        

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №9        

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №10        

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №11        

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №12        

ПРИЛОЖЕНИЯ        

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №1

Определение плотности твердого тела

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: научиться измерять плотности твердых тел правильной формы по измерениям объема и массы тела.

УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

1. Место (время) выполнения задания: лабораторная работа выполняется на занятии в аудиторное время 
2. Максимальное время выполнения задания: 90 минут
3. Вы можете воспользоваться учебником (Дмитриева В.Ф. Физика: учебник. – М.: Академия, 2012), конспектом лекций.

ОБОРУДОВАНИЕ, СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ: весы, разновес, линейка, брусок, цилиндр (тела из различных веществ и различной массы).

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ: Опыт показывает, что массы тел, состоящих из одного и того же вещества, прямо пропорциональны объемам этих тел m = ρ·V, где m- масса, V – объем.

Коэффициент пропорциональности ρ называется плотностью этого вещества. Плотность характеризует зависимость массы тела от рода его вещества и измеряется массой вещества в единице объема ρ =

Масса тела определяется взвешиванием. Объем тела правильной геометрической формы определяется размером.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Установить весы по отвесу при помощи уравнительных винтов.
2. Проверить весы: отклонение стрелки в обе стороны при качании коромысла должно быть одинаковым. Если нужно уравновесить весы необходимо добавлять на более легкую чашку весов кусочки бумаги.
3. Взвешиванием определить массу тела с точностью до 0,01.
4. Измерить линейкой длину а, ширину b и толщину h бруска.
5. Вычислить объем тела V = a·b·h (см3) (брусок)
6. V = ·h (цилиндр)
7. Вычислить плотность тела ρ =
8. Выразить получыфауенное значение плотности в системе СИ  ,умножив результат на 1000 (103).
9. Сравнить полученный результат с табличным значением плотности и определить относительную погрешность. δ = ·100%
10. Данные занести в таблицу.

Вычисления

Вывод:

Критерии оценки лабораторной работы:

100%-90% от объёма выполненной лабораторной работы – «5»    

80%-70% от объёма выполненной лабораторной работы – «4»  

60%-50% от объёма выполненной лабораторной работы – «3»    

Менее 50% от объёма выполненной лабораторной работы – «2»

Контрольные вопросы:

1. Чугунная деталь имеет объем равный 20 см3. Найти массу данной детали.
2. Льдина массой 3,6 т занимает объём 4 м3 . Определите плотность льда.
3. Определите плотность вещества, если оно при объеме 5 л имеет массу 15 кг.
4. Определите объем сосуда (в литрах) необходимого для хранения меда массой 4 кг, если  плотность меда равна 1400 кг/м3.
5. Шарик радиусом 1,2 см и массой 18 г. Из какого вещества сделан шарик?
6. Определите плотность стекла, из которого сделан куб массой 875,5 г, если площадь всей  поверхности куба 294 см2.
7. Металлическая деталь имеет массу 17,8 кг, а объём 2 дм3. Как называется металл, из которого изготовлена деталь?
8. Определите массу деревянного бруска из сосны, если его длина 0,4 м, ширина 0,5 м, а высота 0,1 м.

Ответы на контрольные вопросы

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №2

Проверка закона Бойля-Мариотта

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: экспериментально подтвердить справедливость закона Бойля - Мариотта

УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

1. Место (время) выполнения задания: задание выполняется на занятие в аудиторное время

2. Максимальное время выполнения задания: 90 минут

3. Вы можете воспользоваться учебником (Дмитриева В.Ф. Физика: учебник. – М.: Академия, 2012), конспектом лекций

ОБОРУДОВАНИЕ, СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ: Мензурка, трубка стеклянная, линейка

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ: Состояние данной массы газа характеризуется тремя величинами: объемом V, давлением P и температурой Т. Изменение состояния газa - нагревание или охлаждение, расширение или сжатие называется газовым процессом. Из  уравнения состояния газа следует, что при постоянной температуре давление  данной массы газа изменяется обратно пропорционально объему:

  =

 Или для данной массы газа при неизменной температуре произведение давления газа на его объем сохраняет неизменное значение (закон Бойля- Мариотта):

Р0V0 = Р1V1 = P2V2 = const

P0V0 = (P0 + h1)(L – l1)S = (P0 + h2)(L – l2)S где (L – l1) и L – условный объем

P0L= (P0 + h1)(L – l1) = (P0 + h2)(L – l2)

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Измерить атмосферное давление по барометру и выразить его в мм водяного столба.

P0 = P0·13,6 ммН2О/ммНg

Результаты измерений и вычислений заносить в таблицу.

2. Измерить длину трубки, т.е. ее условный объем L
3. Вычислить произведение давления на условный объем P0L
4. Опустить трубку на половину высоты трубки и измерить высоту столбика воды в  трубке l1
5. Измерить глубину погружения трубки от поверхности воды до уровня воды в трубке

h1 (высота столба жидкости) и вычислить давление на воздух в трубке

Р1 = P0 + h1

6. Вычислить произведение давления на условный объем Р1·(L – l1)
7. Опустить трубку глубже и повторить измерения l2· h2 и вычисления Р2·(L – l2)
8. Сделать выводы из полученных результатов.

Вычисления

Вывод:

Критерии оценки лабораторной работы

100%-90% от объёма выполненной лабораторной работы – «5»    

80%-70% от объёма выполненной лабораторной работы – «4»  

60%-50% от объёма выполненной лабораторной работы – «3»    

Менее 50% от объёма выполненной лабораторной работы - «2»

Контрольные вопросы:

1. Построить в прямоугольной системе координат с осями T,V график изотермического процесса.
2. При изобарном нагревании идеального газа от температуры 280 K плотность его уменьшилась вдвое. На сколько кельвин увеличилась температура газа?
3. Построить в прямоугольной системе координат с осями T,V график изохорного процесса.
4. Некоторая масса газа переходит из одного состояния в другое по закону p1V1= p2V2.Построить графики изопроцесса этого газа в координатных осях V,p и T,V.
5. При изохорном охлаждении идеального газа, взятого при температуре 480K, его давление уменьшилось в 1,5 раза. Какой стала конечная температура газа?
6. Газ переходит из состояния 1 в состояние 2.как показано на рис. 1. Какой это процесс?
7. Газ переходит из состояния 1 в состояние 2.как показано на рис. 2. Как изменилось давление газа?
8. Построить в прямоугольной системе координат с осями T,V график изобарного процесса.

Ответы на контрольные вопросы 

Ответы на контрольные вопросы 

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №3

Определение влажности психрометром Августа

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Научиться практически определять влажность воздуха с помощью психрометра Августа.

УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

1. Место (время) выполнения задания: задание выполняется на занятие в аудиторное время

2. Максимальное время выполнения задания: 90 минут

3. Вы можете воспользоваться учебником (Дмитриева В.Ф. Физика: учебник. – М.: Академия, 2012), конспектом лекций

ОБОРУДОВАНИЕ, СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ: Психрометр Августа, вода, таблица.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ: Одной из составных частей воздуха является водяной пар, который обычно присутствует в воздухе в значительно меньшем количестве,чем нужно для насыщения. Количество водяных паров, содержащихся в 1 м3 воздуха, выраженное в кг, называется влажностью воздуха (ρа). Отношение присутствующего в 1 м3 воздуха водяного пара к тому количеству, которое требуется для его насыщения (ρн), называется относительной влажностью (φ).

 φ

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Налить в сосуд воды и подождать, пока температура, понижаясь, не установится на  определенном уровне.
2. Снять показания сухого термометра t0c и влажного t0в
3. Вычислить психрометрическую разность t0c - t0в
4. По таблице определить относительную влажность φ
5. Повторить опыт в коридоре, на улице.
6. Через вычисленную относительную влажность φ и ρн – взятое из таблицы, по значению t0c вычислить абсолютную влажность ρа
7. Определить по таблице точку росы t0р
8. Данные занести в таблицу.

Вычисления

Вывод:

Критерии оценки лабораторной работы

100%-90% от объёма выполненной лабораторной работы – «5»    

80%-70% от объёма выполненной лабораторной работы – «4»  

60%-50% от объёма выполненной лабораторной работы – «3»    

Менее 50% от объёма выполненной лабораторной работы - «2»

Контрольные вопросы:

1. Относительная влажность воздуха при 200C равна 58%. При какой максимальной температуре выпадет роса?
2. Воздух при температуре 303 K имеет точку росы при 286 K. Определить абсолютную и относительную влажность воздуха.
3. В комнате объемом 200 м3 относительная влажность воздуха при 200C равна 70%. Определить массу водяных паров в воздухе комнаты.
4. В комнате объемом 150 м3 при температуре 250C содержится 2,07 кг водяных паров. Определить абсолютную и относительную влажность воздуха.
5. Относительная влажность воздуха при 293 K равна 44%. Что показывает влажный термометр психрометра?
6. Определить относительную влажность воздуха, если сухой термометр психрометра показывает 294 K, а влажный – 286 K.
7. Температура воздуха 18 0C, точка росы 10 0C. определите абсолютную и относительную влажность воздуха.
8. В комнате объемом 150 м3 при температуре 20 0C относительная влажность равна 50%. Определите давление насыщенного водяного пара при этой температуре, если масса водяных паров в воздухе комнаты составляет 1.29 кг. Молярная масса водяных паров М=18·10-3кг/моль.

Ответы на контрольные работы

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №4

Определение коэффициента поверхностного натяжения.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Научиться практически определять коэффициент поверхностного натяжения воды при комнатной температуре методом капель.

УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

1. Место (время) выполнения задания: задание выполняется на занятие в аудиторное время

2. Максимальное время выполнения задания: 90 минут

3. Вы можете воспользоваться учебником (Дмитриева В.Ф. Физика: учебник. – М.: Академия, 2012), конспектом лекций

ОБОРУДОВАНИЕ, СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ: Штатив, бюретка, калориметр, весы, разновес, линейка, вода.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ: На молекулу, находящуюся в верхнем слое, действуют силы, направленные к молекулам поверхностного слоя. Под действием этих сил молекулы должны сближаться, поэтому должно возникнуть сокращение поверхностного слоя. Такое явление называется поверхностным натяжением жидкости. Молекулы поверхностного слоя стремятся перейти в такое положение, при котором их потенциальная энергия стала бы наименьшей. Уменьшение потенциальной энергии поверхностного слоя жидкости может происходить за счет уменьшения самого поверхностного слоя. Величина, измеряемая отношением силы поверхностного натяжения F жидкости к длине границы поверхности жидкости l , называется коэффициентом поверхностного натяжения σ

  (СИ; н/м)

Чтобы определить коэффициент поверхностного натяжения жидкости, можно поступить так: наполнить бюретку с исследуемой жидкостью и сосчитать количество вытекших капель. Взвесив вытекшую жидкость, вычислим вес одной капли. Затем рассуждают так: при отрывании капли от трубки преодолевается поверхностное натяжение жидкости, действующее по окружности шейки капли, радиус которой можно считать приблизительно равным внутреннему радиусу трубки. Длина этой окружности определяется по формуле l = 2πr. Тогда сила поверхностного натяжения выразится F = 2πrσ Но эта сила равна весу капли, следовательно 2πrσ = Р , откуда

 σ =

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Измерить внутренний диаметр оттянутого конца бюретки и рассчитать длину окружности отверстия l
2. Взвесить внутренний сосуд калориметра и определить его массу mк
3. Налить в бюретку воду и отсчитать во внутренний сосуд калориметра n капель (n = 100)
4. Взвесить калориметр с водой и определить массу m1
5. Определить массу m2
6. Определить массу одной капли m
7. Определить вес одной капли Р; Р = mg g=9,8 м/сек2
8. Вычислить коэффициент поверхностного натяжения σ =
9. Вычислить абсолютную ∆ σ и относительную погрешность δ
10. Данные занести в таблицу.

Вычисления

Вывод:

Критерии оценки лабораторной работы

100%-90% от объёма выполненной лабораторной работы – «5»    

80%-70% от объёма выполненной лабораторной работы – «4»  

60%-50% от объёма выполненной лабораторной работы – «3»    

Менее 50% от объёма выполненной лабораторной работы - «2»

Контрольные вопросы:

1. Почему брызги, которые разлетаются при падении массивных тел в воду, приобретают сферическую форму?
2. Какой грунт сохнет после дождя быстрее – песчаный или глинистый? Почему?
3. Шарообразный стеклянный сосуд, на ¾ заполненный водой, приведен в состояние невесомости. Что произойдет с водой? Как измениться результат опыта, если вместо воды взять ртуть?
4. Можно ли в состоянии невесомости пользоваться обыкновенной авторучкой?
5. Рамка, охватывающая поверхность площадью 40 см2, затянута мыльной пенкой. На сколько уменьшиться поверхностная энергия пленки при сокращении ее площади вдвое? Температура постоянна.
6. При возведении построек на кирпичный фундамент укладывают слой рубероида, т.е. толстой бумаги, пропитанной каменноугольной смолой, в противном случае помещение легко может оказаться сырым. Почему?
7. Подсчитать поверхностную потенциальную энергию пленки мыльного пузыря, диаметр которого 50 мм.
8. Керосин по каплям вытекает из бюретки через отверстие диаметром 2,0 мм, причем капли падают одна за другой с интервалом 1,0 с. За какое время вытечет 25 см3 керосина?

Ответы на контрольные вопросы

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №5

Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: 1. Научиться определять при помощи вольтметра ЭДС и напряжение на зажимах источников.

 2. Выяснить общие закономерности, выраженные законом Ома для участка и для всей цепи.

УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

1. Место (время) выполнения задания: задание выполняется на занятие в аудиторное время

2. Максимальное время выполнения задания: 90 минут

3. Вы можете воспользоваться учебником (Дмитриева В.Ф. Физика: учебник. – М.: Академия, 2012), конспектом лекций

ОБОРУДОВАНИЕ, СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ: Источник тока, амперметр, вольтметр, сопротивление, ключ, провода.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ: Когда источник тока разомкнут, за счет работы сторонних сил по перемещению заряда внутри источника накапливается его потенциальная энергия. Величина этой энергии, приходящейся на заряд в один кулон, равна ЭДС источника Е .

 Если замкнуть цепь, то его потенциальная энергия превратится в полезную работу U1 по перемещению заряда в 1 кулон во внешней цепи сопротивлением R и работу U2 по перемещению заряда в 1 кулон во внутренней части цепи (внутри источника) сопротивлением r. По закону сохранения и превращения энергии можно написать: E = U1 + U2 ЭДС источника есть величина, равная сумме падений напряжений на внешнем и внутреннем участке цепи.

 По закону Ома для участка цепи U = I∙R. Следовательно,

Е = IR + Ir E = I(R + r) I =

Сила тока в цепи прямо пропорциональна ЭДС источника и обратно пропорциональна сопротивлению всей цепи.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Собрать эл. цепь согласно схеме, соблюдая полярность на приборах
2. Измерить ЭДС источника E при разомкнутой цепи.
3. Замкнуть цепь и измерить силу тока в цепи(I)
4. Измерить падение напряжения во внешней цепи (U1).
5. Вычислить падение напряжения во внутренней цепи U2 = E – U1.
6. Определить внутреннее сопротивление источника тока( r ) r =
7. Произвести опыты с другими сопротивлениями и вычислить внутреннее  сопротивление для каждого случая.
8. Вычислить среднее значение внутреннего сопротивления:
9. Данные занести в таблицу.
10. Сделать вывод.

Вычисления

Вывод:

Критерии оценки лабораторной работы

100%-90% от объёма выполненной лабораторной работы – «5»    

80%-70% от объёма выполненной лабораторной работы – «4»  

60%-50% от объёма выполненной лабораторной работы – «3»    

Менее 50% от объёма выполненной лабораторной работы - «2»

Контрольные вопросы:

1. Проводник длиной 50 см и площадью поперечного сечения 0.2 мм2 изготовлен из материала с удельным сопротивлением 1,2·10-6 Ом·м и подключен к источнику тока, ЭДС которого 4,5 В и внутреннее сопротивление 3 Ом. Найдите напряжение между концами проводника и напряженность электрического поля в нем.
2. Какую ошибку в измерении ЭДС источника тока мы допускам, если показание школьного лабораторного вольтметра, присоединенного к полюсам, равное 4 В, принимаем за ЭДС источника тока? Внутреннее сопротивление источника тока r=5 Ом, сопротивление вольтметра RB=2000 Ом.
3. ЭДС источника тока равна 4 В, к его полюсам присоединен резистор с номинальным сопротивлением 8 Ом, в результате чего в цепи установилась сила тока 0.4 А. определить по этим данным внутренне сопротивление источника.
4. К полюсам источника тока с ЭДС 8 В присоединили проводник сопротивлением 30 Ом . При этом напряжение между концами проводника стало равным 6 В. Чему равно внутренне сопротивление источника?
5. Аккумулятор мотоцикла имеет ЭДС 6В и внутреннее сопротивление 0,5 Ом, к нему подключен реостат сопротивлением 5,5 Ом. Найдите силу тока в реостате.
6. ЭДС батарейки карманного фонарика равна 3,7 В, внутреннее сопротивление 1,5 Ом. Батарейка замкнута на сопротивлении 11,7 Ом. Каково напряжение на зажимах батарейки?
7. Опасным для жизни человека является поражение электрическим током при силе тока более 20мА. Какое напряжение может представлять опасность для жизни человека? Электрическое сопротивление тела человека при поврежденной коже около 1000 Ом.
8. Электрическое сопротивление верхнего рогового слоя кожи человека примерно 100 кОм, электрическое сопротивление тела человека при поврежденной коже около 1000 Ом. Электрический пробой кожи человека наступает при напряжении около 200В. Какие значения имеет сила тока при этом напряжении при неповрежденной коже и после электрического пробоя кожи?

Ответы на контрольные вопросы

Ответы на контрольные вопросы

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №6

Исследование последовательного соединения проводников (часть I)

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Научиться производить расчеты при последовательном соединении и приобрести навыки составления цепи.

УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

1. Место (время) выполнения задания: задание выполняется на занятие в аудиторное время

2. Максимальное время выполнения задания: 90 минут

3. Вы можете воспользоваться учебником (Дмитриева В.Ф. Физика: учебник. – М.: Академия, 2012), конспектом лекций

ОБОРУДОВАНИЕ, СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ: Источник тока, амперметр, вольтметр, сопротивления, провода.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ: Если несколько сопротивлений соединены так, что через них проходит один и тот же ток, то такое соединение называется последовательным.

Пусть два проводника, обладающие соответственно сопротивлениями R1 и R2 соединены последовательно. Включая амперметр в различных местах соединения, можно убедится, что сила тока при последовательном соединении во всех участках цепи одна и та же, то есть I = I1 = I2 Измеряя напряжение на отдельных участках и на зажимах всей цепи, мы убеждаемся, что напряжение на зажимах всей цепи равно сумме напряжений на отдельных участках цепи: U = U1 + U2

Применяя закон Ома для отдельных участков, получим: U1 = IR1, U2 = IR2

Разделив первое равенство на второе, найдем:

То есть, напряжение на отдельных участках цепи распределяется прямо пропорционально их сопротивлениям.

Сложим U1 и U2 и получим: U1 + U2 = IR1 + IR2 = I(R1 + R2)

Зная, что U = U1 + U2 запишем: U = I(R1 + R2)

Сравнивая это равенство с выражением U = IR заключаем, что IR = I(R1 + R2)

Откуда R = R1 + R2

То есть общее сопротивление при последовательном соединении сопротивлений равно их сумме.

 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Собрать электрическую цепь согласно схеме.
2. Определить силу тока на всех участках цепи: I = I1 = I2
3. Определить напряжение на участках: U1, U2
4. Вычислить общее напряжение: U = U1 + U2
5. Сравнить результат с напряжением на концах источника тока
6. Вычислить сопротивление отдельных участков: R1 =  R2 =
7. Вычислить общее сопротивление:

R = R1 + R2

8. Данные внести в таблицу.

9. Сделать вывод.

Вычисления

Исследование законов параллельного соединения (часть II)

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Научиться производить расчеты разветвленных цепей и приобрести навыки составления цепи.

УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

1. Место (время) выполнения задания: задание выполняется на занятие в аудиторное время

2. Максимальное время выполнения задания: 90 минут

3. Вы можете воспользоваться учебником (Дмитриева В.Ф. Физика: учебник. – М.: Академия, 2012), конспектом лекций

ОБОРУДОВАНИЕ, СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ: Источник тока, амперметр, вольтметр, сопротивления, ключ, провода.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ: Соединение сопротивлений, при котором одни их концы соединены в один узел А, а другие концы в другой узел В, называется параллельным. Из схемы видно, что напряжение на концах каждого из параллельно включенных сопротивлений равно напряжению на концах всего соединения: U = U1 + U2

Включая амперметр в разных местах соединения, можно установить, что ток в неразветвленной части цепи равен сумме токов, идущих в ветвях: I = I1 + I2

Каждый проводник при параллельном соединении проводит ток самостоятельно. Поэтому легко убедиться, что проводимость всего параллельного соединения равна сумме проводимостей отдельных сопротивлений:

 g = g1 + g2, а т.к. g =  то  =

 Выясним зависимость силы тока от сопротивления. Применим закон Ома для каждого сопротивления I1 = I2 =

 Разделив одно равенство на другое, получим:

Силы токов в ветвях обратно пропорциональны сопротивлениям ветвей.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 1.Составить электрическую цепь по схеме.

 2.Замкнуть цепь и по показаниям амперметров

 проверить закон о токе I = I1 + I2

 3.Подключив вольтметр к источнику и к отдельным

 ветвям, проверить закон о напряжении: U = U1 = U2

 4.По закону Ома вычислить сопротивления

 отдельных участков: R1 =  R2 =

 5.Вычислить общее сопротивление цепи: R =

 6.По полученным сопротивлениям R1 и R2 и по показаниям амперметров проверить зависимость

 7.Данные занести в таблицу.

 8.Сделать вывод.

Вычисления

Вывод:

Критерии оценки лабораторной работы

100%-90% от объёма выполненной лабораторной работы – «5»    

80%-70% от объёма выполненной лабораторной работы – «4»  

60%-50% от объёма выполненной лабораторной работы – «3»    

Менее 50% от объёма выполненной лабораторной работы - «2»

Контрольные вопросы:

1. Определите общее сопротивление цепи по рисунку

2. По рисунку определите общее сопротивление и силу тока цепи.

3. По рисунку определите показания амперметра и вольтметра V2.

4. Определите общее сопротивление цепи по рисунку.

5. Определите сопротивление лампы по рисунку.

6. Определите общее сопротивление цепи по рисунку.

7. Определите силу тока в лампочке и ее сопротивление по рисунку.

8. Определите общее сопротивление цепи по рисунку.

Ответы на контрольные вопросы

Ответы на контрольные вопросы

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №7

Определение мощности электрической лампы

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Научиться определять мощность электрического тока, потребляемого лампой.

УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

1. Место (время) выполнения задания: задание выполняется на занятие в аудиторное время

2. Максимальное время выполнения задания: 90 минут

3. Вы можете воспользоваться учебником (Дмитриева В.Ф. Физика: учебник. – М.: Академия, 2012), конспектом лекций

ОБОРУДОВАНИЕ, СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ: Лампа на подставке, соединительные провода, ключ, амперметр,  вольтметр, источник тока, два сопротивления.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ: Физическая величина, показывающая, какую работу совершает электрический ток за единицу времени, называется мощностью. Мощность электрического тока Р численно равна отношению работы А ко времени t: Р = А/t = IU.

Единица измерения мощности называется ваттом (Вт): 1 Вт = 1 В · 1 А.       Единица измерения работы называется джоулем (Дж): 1 Дж = 1 В · 1 А · 1 с = 1 Вт · 1 с.     

Мощность тока измеряют ваттметром или с помощью амперметра и вольтметра. 
Каждый приемник электрической энергии характеризуется не только номинальным напряжением, но и номинальной мощностью. Числовые значения этих величин всегда указывают на приемниках, а у сетевых ламп накаливания — на их баллонах. 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Собрать цепь по схеме:
2. Замкнуть цепь и измерить силу тока I
3. Измерить общее напряжение U
4. Измерить падение напряжения на сопротивлении U1
5. Вычислить падение напряжения на лампе по формуле U2 = U – U1
6. Вычислить мощность лампы по формуле P1 = IU2
7. Измерить падение напряжения на лампе U3
8. Вычислить мощность лампы по формуле P2 = IU3
9. Найдем среднее значение мощности для первого опыта Рср1 =
10. Проделаем все те же измерения, включив в цепь два сопротивления

В конце этого опыта определим Рср2 =

11. Найдем среднее значение мощности из двух опытов Рср =
12. Данные занесем в таблицу.

Вычисления

Вывод:

Критерии оценки лабораторной работы

100%-90% от объёма выполненной лабораторной работы – «5»    

80%-70% от объёма выполненной лабораторной работы – «4»  

60%-50% от объёма выполненной лабораторной работы – «3»    

Менее 50% от объёма выполненной лабораторной работы - «2»

Контрольные вопросы:

1. Сколько электрической энергии будет израсходовано за 30 минут при включении в сеть с напряжением 220 В плитки мощностью 660 Вт? Определить силу тока в цепи.
2. Вычислить энергию, запасенную в стартерной аккумуляторной батарее, предназначенной для автомобиля, если э.д.с. ее равна 12 В, а накопленный заряд составляет 194,4 кКл.
3. Сопротивление нити накала электрической лампы в режиме горения равно 144 Ом, номинальное напряжение равно 120 В. Определить силу тока в лампе, потребляемую мощность и расход энергии за 10 часов горения.
4. Дуговая сварка ведется при напряжении 40 В и силе тока 500 А. определить потребляемую мощность и энергию, израсходованную за 30 мин работы.
5. Какова мощность потребляется дуговой сталеплавильной печью, работающей от источника с напряжением 220 В при силе тока 30 кА? Сколько энергии израсходуется за 5 ч работы печи?
6. Заряд батареи аккумуляторов равен 194 кКл при напряжении на ее зажимах 12В. Определить энергию, необходимую для зарядки батареи, если ее к.п.д. составляет 81%.
7. Определите энергию, израсходованную за 5 часов работы двигателя токарного станка, если при напряжении 220В в двигателе сила тока равна 5,0 А. определить стоимость израсходованной энергии при тарифе 4 коп. за 1 кВт·ч.

Ответы на контрольные вопросы

ыфау

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №8

 Изучение явления электромагнитной индукции

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Доказать экспериментально правило Ленца, определяющее направление тока при электромагнитной индукции.

УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

1. Место (время) выполнения задания: задание выполняется на занятие в аудиторное время

2. Максимальное время выполнения задания: 90 минут

3. Вы можете воспользоваться учебником (Дмитриева В.Ф. Физика: учебник. – М.: Академия, 2012), конспектом лекций

ОБОРУДОВАНИЕ, СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ: миллиамперметр, катушка-моток, магнит дугообразный, магнит полосовой.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ: В 1821 г. Фарадей записал в своем дневнике: «Превратить магнетизм в электричество». Через 10 лет он открыл явление электромагнитной индукции.

Электромагнитная индукция – физическое явление, заключающееся в возникновении вихревого электрического поля, вызывающего электрический ток в замкнутом контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром.

Электрический ток, возникающий при электромагнитной индукции, называется индукционным.

Изменение магнитного потока через контур можно осуществить двумя разными способами:

Изменением во времени магнитного поля, в котором находится неподвижный контур – например, при вдвигании магнита в катушку или выдвигании из катушки;

Движением этого контура в постоянном магнитном поле (например, при надевании катушки на магнит).

Направление индукционного тока определяется правилом Ленца: Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

I.Выяснение условий возникновения индукционного тока.

1.Подключите катушку-моток к зажимам миллиамперметра.

2. Наблюдая за показаниями миллиамперметра, отметьте, возникал ли индукционный ток, если:

в неподвижную катушку вводить магнит,

 из неподвижной катушки выводить магнит,

магнит разместить внутри катушки, оставляя неподвижным.

Выясните, как изменялся магнитный поток Ф, пронизывающий катушку в каждом случае. Сделайте вывод о том, при каком условии в катушке возникал индукционный ток.

Вывод:

II. Изучение направления индукционного тока.

1.О направлении тока в катушке можно судить по тому, в какую сторону от нулевого деления отклоняется стрелка миллиамперметра.

Проверьте, одинаковым ли будет направление индукционного тока, если:

вводить в катушку и удалять магнит северным полюсом;

вводить магнит в катушку магнит северным полюсом и южным полюсом.

2.Выясните, что изменялось в каждом случае. Сделайте вывод о том, от чего зависит направление индукционного тока.

Вывод:

III. Изучение величины индукционного тока.

1.Приближайте магнит к неподвижной катушке медленно и с большей скоростью, отмечая, на сколько делений (N1, N2) отклоняется стрелка миллиамперметра.

2. Приближайте магнит к катушке северным полюсом. Отметьте, на сколько делений N1 отклоняется стрелка миллиамперметра.

К северному полюсу дугообразного магнита приставьте северный полюс полосового магнита. Выясните, на сколько делений N2 отклоняется стрелка миллиамперметра при приближении одновременно двух магнитов.

3.Выясните, как изменялся магнитный поток в каждом случае. Сделайте вывод, от чего зависит величина индукционного тока.

Вывод:

Приложение

Зарисовать схему опыта и проверить выполнение правила Ленца в каждом случае.

Применение правила Ленца для нахождения направления индукционного тока Ii в контуре.

Чтобы определить направление индукционного тока с помощью правила Ленца, нужно действовать следующим образом:

Установить направление линий магнитной индукции внешнего магнитного поля.

Выяснить, увеличивается ли поток магнитной индукции этого поля через поверхность, ограниченную контуром (ΔФ>0), или уменьшается (ΔФ<0)

Установить направление линий магнитной индукции` магнитного поля индукционного тока Ii. Эти линии должны быть согласно правилу Ленца направлены противоположно линиямпри ΔФ>0 и иметь одинаковое с ними направление при ΔФ<0.

Зная направление линий магнитной индукции`, найти направление индукционного тока Ii, пользуясь правилом буравчика.

Критерии оценки лабораторной работы

100%-90% от объёма выполненной лабораторной работы – «5»    

80%-70% от объёма выполненной лабораторной работы – «4»  

60%-50% от объёма выполненной лабораторной работы – «3»    

Менее 50% от объёма выполненной лабораторной работы - «2»

Контрольные вопросы:

1. Определите ЭДС индукции в контуре при равномерном уменьшении магнитного потока на 4·10-4 Вб за 0.2 с.
2. Сколько витков должна иметь катушка для того, чтобы при равномерном возрастании магнитного потока через каждый ее виток от нуля до 2·10-2 Вб за 5·10-3 с на ее концах возникло напряжение 220 В ?
3. Катушку из 1000 витков проволоки за 0,1 с выдергивают из однородного магнитного поля с индукцией 1,5 Тл. Какое напряжение возникает между концами катушки во время ее движения, если вектор магнитной индукции перпендикулярен плоскости витка катушки, а площадь витка 10 см2?
4. Какое напряжение возникает между крыльев самолета при его движении в магнитном поле Земли, если расстояние между концами крыльев самолета 43 м, а скорость полета 900 км/ч? Модуль вертикальной составляющей вектора магнитной индукции принять равным 2·10-5Тл.
5. В каком из перечисленных ниже технических устройств используется явление возникновения тока при движении проводника в магнитном поле?

1. электромагнит;
2. электродвигатель;
3. электрогенератор;
4. амперметр;

6. С использованием основного закона электромагнитной индукции можно объяснить:

1. взаимодействие двух параллельных проводов, по которым идет ток;
2. отклонение магнитной стрелки, расположенной вблизи проводника с током параллельно ему;
3. возникновение электрического тока в замкнутой катушке при увеличении силы тока в другой катушке, находящейся рядом с ней;
4. возникновение силы, действующей на проводник с током в магнитном поле;

7. Всегда ли при изменении потока магнитной индукции в проводящем контуре в нем возникает ЭДС индукции?
8. Проводящий контур движется поступательно в магнитном поле: однородном; неоднородном. Возникает ли ЭДС индукции в магнитном поле?

Ответы на контрольные вопросы

Ответы на контрольные вопросы 

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №9

Определение показателя преломления стекла

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Научиться измерять показатель преломления стекла с помощью плоскопараллельной пластинки.

УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

1. Место (время) выполнения задания: задание выполняется на занятие в аудиторное время

2. Максимальное время выполнения задания: 90 минут

3. Вы можете воспользоваться учебником (Дмитриева В.Ф. Физика: учебник. – М.: Академия, 2012), конспектом лекций

ОБОРУДОВАНИЕ, СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ: Плоскопараллельная пластинка, булавки 4 шт, линейка.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ: Когда свет падает на поверхность прозрачного тела, то часть света отражается от этой поверхности, а остальная часть входит в тело и распространяется в нем. При этом, если лучи не перпендикулярны к поверхности, то направление их при входе в тело изменяется. Такое явление называется преломлением света. Угол между падающим лучом и перпендикуляром, восстановленным из точки падения луча к двух сред – угол падения. Угол между лучом преломления и перпендикуляром, восстановленным из точки падения луча к границе двух сред – угол преломления. При переходе луча из среды менее плотной в среду более оптически плотную угол преломления меньше угла падения. И наоборот.

Второй закон преломления гласит: Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления для данных двух сред есть величина постоянная и называется относительным показателем преломления второй среды относительно первой ( n ) sinα/sinγ = n

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Положите пластинку на лист бумаги и отметьте ее границы АВ и А1В1.

2. За пластинкой воткните в бумагу две булавки С D так, чтобы прямая, проходящая через них не была перпендикулярной к границе пластинки АВ.

3. Перед пластинкой установить булавки С1 и D1 так, чтобы смотря вдоль них и через стекло видеть булавки С и D, расположенные на одной прямой.

4. Снять стекло и булавки, соединить все точки прямыми. Восстановить перпендикуляр MNв точке падения луча.

5. На СD и С1D отложить равные отрезки DQ и DQ1. Восстановить из точек Qи Q1 перпендикуляры на MN. Измерить длины полученных отрезков QP и Q1P1 и вычислить показатель преломления стекла.

n = sinα =  sinγ =

= т.к. DQ = DQ1 n =

6. Данные занести в таблицу:

7. Определить абсолютную погрешность, вычтя из табличного значения показателя преломления значение, полученное в лабораторной работе. ( ∆n )

8. Определите относительную погрешность по формуле: ε =

Вычисления

Вывод:

Критерии оценки лабораторной работы

100%-90% от объёма выполненной лабораторной работы – «5»    

80%-70% от объёма выполненной лабораторной работы – «4»  

60%-50% от объёма выполненной лабораторной работы – «3»    

Менее 50% от объёма выполненной лабораторной работы - «2»

Контрольные вопросы:

1. Угол падения на границу двух прозрачных сред составляет 450, а угол преломления 300. Определите относительный показатель преломления.
2. Абсолютный показатель преломления алмаза 2,42. Какова скорость преломления света в алмазе? Скорость света в воздухе с=3*108 м/с.
3. Во сколько раз уменьшиться длина волны при переходе света из воды в стекло? Абсолютный показатель преломления воды 1,33, стекла 1,5.
4. Луч света переходит из одной прозрачной среды в другую. Ход луча показан на рисунке.

В какой среде (верхней или нижней) свет распространяется с большей скоростью?

5. Угол падения на границу двух прозрачных сред составляет 600, а угол преломления 450. Определите относительный показатель преломления.
6. Абсолютный показатель преломления воды 1,33. Какова скорость света в воде? Скорость света в воздухе с=3·108 м/с.
7. Во сколько раз увеличится длина волны при переходе света из стекла в воду? Абсолютный показатель преломления воды 1,33, стекла 1,5.
8. Как изменяется длина волны света при переходе из первой среды во вторую?

Ответы на контрольные вопросы

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №10

Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Научиться определять длины волн для различных видимых лучей спектра с помощью дифракциооной решетки.

УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

1. Место (время) выполнения задания: задание выполняется на занятие в аудиторное время

2. Максимальное время выполнения задания: 90 минут

3. Вы можете воспользоваться учебником (Дмитриева В.Ф. Физика: учебник. – М.: Академия, 2012), конспектом лекций

ОБОРУДОВАНИЕ, СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ: Прибор для определения длины волны, дифракционная решетка, лампа.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ: Совокупность большого числа узких и параллельных щелей, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, называется дифракционной решеткой.

 С помощью дифракционной решетки легко получить картину дифракции волн, сопровождающейся явлением интерференции.

 Расстояние от начала одной из щелей до начала следующей щели называется постоянной решетки и обозначается буквой d.

 Направляя на дифракционную решетку белый свет, можно определить его состав. При этом на экране получается ряд широких полос, окрашенных всеми цветами радуги и симметрично расположенных по обе стороны от центральной белой полосы.

 Каждая из них называется спектром.

 Лучи с наиболее короткой длиной волны (фиолетовые) располагаются на экране ближе к центральной полосе и соответствуют длине волны около 0,4 мк, а лучи с наибольшей длиной волны (красные) находятся дальше всего от центра полосы и соответствуют длине волны около 0,76 мк.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Записать постоянную решетки ( d) и вставить решетку в рамку прибора.

2. Установить шкалу на определенном расстоянии от дифракционной решетки ( b)

3. Навести прибор на нить лампы, смотря на нее через дифракционную решетку и щель

 щитка, находящуюся на нулевом делении шкалы.

4. Определить границы выбранного луча (a) слева и справа по шкале. Найдите их среднее значение.

 5. Рассчитать длину световой волны λ 

nλ = d → λ =  , где n – порядок спектра

 6. Данные занести в таблицу.

 7. Сделайте вывод.

Вычисления

Вывод:

Критерии оценки лабораторной работы

100%-90% от объёма выполненной лабораторной работы – «5»    

80%-70% от объёма выполненной лабораторной работы – «4»  

60%-50% от объёма выполненной лабораторной работы – «3»    

Менее 50% от объёма выполненной лабораторной работы - «2»

Контрольные вопросы:

1. Чему равна скорость распространения света, если расстояние от Земли до Луны, равное 3.84·105 км, световой сигнал проходит за 1,28с?
2. Сколько времени понадобится световому излучению, чтобы дойти от Солнца до Земли, если расстояние между ними равно 150·106 км?
3. Определить радиус земного шара, если световой сигнал проходит в вакууме расстояние, равное длине экватора земли за 0,139 с?
4. Известно, что человеческий глаз воспринимает излучение с частотами от 4·1014 до 7,5·1014 Гц (видимое излучение). Определить интервал длин волн видимого электромагнитного излучения в вакууме.
5. Длина волны желтого света в вакууме равна 0,589 мкм. Какова частота колебаний в такой волне?
6. Воспримет ли человеческий глаз излучение с частотой 9,5·1014 Гц как видимое?
7. Меняются ли длина волны и частота светового излучения при его переходе из вакуума в какую-либо другую среду?
8. На сколько измениться длина волны фиолетового излучения с частотой 7,5·1014 Гц при переходе его из воды в вакуум, если скорость распространения излучения в воде равна 223·103 км/с?

Ответы на контрольные вопросы

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №11

Изучение треков заряженных частиц по фотографиям.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Проанализировать фотографии треков заряженных частиц, движущихся в магнитном поле и участвующих в ядерных реакциях.

УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

1. Место (время) выполнения задания: задание выполняется на занятие в аудиторное время

2. Максимальное время выполнения задания: 90 минут

3. Вы можете воспользоваться учебником (Дмитриева В.Ф. Физика: учебник. – М.: Академия, 2012), конспектом лекций

ОБОРУДОВАНИЕ, СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ: Копии фотографии треков заряженных частиц

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ: Для изучения взаимодействия элементарных частиц, для регист рации ядерных реакций и измерения физических величин, характе ризующих состояние частиц, в них участвующих, используют каме ру Вильсона. Эта камера заполнена перенасыщенными парами воды и этилово го спирта. Такие пары легко конденсируются в виде маленьких ка пелек на ионах, образующихся при пролёте быстрых частиц. Водя ной пар конденсируется преимущественно на отрицательных ионах, пары этилового спирта — на положительных, вдоль всего пути час тицы возникает трек — тонкий след из капелек, благодаря чему её траектория движения становится видимой. Треки частиц фотогра фируют при дополнительной подсветке паров в камере Вильсона. Толщина трека зависит от величины заряда частицы. Чем больше заряд пролетающей частицы, тем больше ионов обра зуется при её пролёте, а следовательно, тем больше толщина трека частицы. Длина трека зависит от энергии частицы. Чем больше энергия частицы, тем медленнее она расходует энергию на ионизацию паров, тем длиннее трек частицы.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Изучить фотографии, перерисовать в тетрадь.

2. Определить характер следа каждой частицы (толстый сплошной, тонкий или

пунктирный)

3. Методом построения двух хорд и перпендикуляров к ним определяем по чертежу

радиус кривизны в середине пробега частицы Н.

4. Вычисляем скорость частицы по формуле: v =  , где В = 2,2 Тл

q – заряд протона (1,6·10-19 Кл)

m – масса протона (1,67·10-27 кг)

5. Определяем кинетическую энергию по формуле Eк =

6.Таблица результатов:

Рис.1. Треки ядер легких элементов в магнитном поле

Делаем отнесение треков частиц по рис.2

Рис.2. Треки частиц в камере Вильсона

Вывод:

Критерии оценки лабораторной работы

100%-90% от объёма выполненной лабораторной работы – «5»    

80%-70% от объёма выполненной лабораторной работы – «4»  

60%-50% от объёма выполненной лабораторной работы – «3»    

Менее 50% от объёма выполненной лабораторной работы - «2»

Контрольные вопросы:

1. Какие приборы используют для регистрации частиц?
2. Какое сходство используется в камере Вильсона?
3. Каков механизм получения следов частиц в камере Вильсона?
4. Каким образом можно установить природу частиц?
5. Какими величинами определяется радиус кривизны траектории частицы?
6. Как изменится величина отклонения частицы при увеличении ее скорости?
7. Почему след ядра гелия толще остальных?
8. В чем заключается противоречие между ядерной моделью атома Резерфорда и законами классической физики?

Ответы на контрольные вопросы

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А №12

Изучение звездного неба с помощью подвижной карты.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: 

1. Научиться определять вид звездного неба в любой момент суток произвольного дня года.
2. Научиться находить на карте созвездия, туманности, млечный Путь, Северный полюс мира, Полярную звезду, точки весеннего равнодействия, небесный экватор, эклиптику, положение Солнца на эклиптике, видимую и невидимую части небосвода.
3. Научиться находить зенит и определять созвездия в зените.
4. Научиться определять координаты звезд.

УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

1. Место (время) выполнения задания: задание выполняется на занятие в аудиторное время

2. Максимальное время выполнения задания: 90 минут

3. Вы можете воспользоваться учебником (Дмитриева В.Ф. Физика: учебник. – М.: Академия, 2012), конспектом лекций

ОБОРУДОВАНИЕ, СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ: Подвижная карта звездного неба, накладной круг.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ: Вид звездного неба вследствие вращения Земли вокруг своей оси и Солнца меняется. Целью данной работы является знакомство со звездным небом, решение задач на условия видимости созвездий и определения их координат.

Работа осуществляется с подвижной картой звездного неба. Перед началом работы овал накладного круга вырезают по линии, соответствующей географической широте места наблюдения или близкой к ней. Линии выреза накладного круга будут изображать линию горизонта. Звездную карту и накладной круг наклеивают на картон. От юга к северу накладного круга натягивают нить, которая покажет направление небесного меридиана.

На карте звезды показаны черными точками, размеры которых характеризуют яркость звезд, туманности обозначены штриховыми линиями. Северный полюс мира изображен в центре карты. Линии, исходящие от северного полюса мира, показывают расположение кругов скопления. На звездной карте для двух ближайших кругов склонения угловое расстояние равно 2 ч. Небесные параллели нанесены через 300. С их помощью производят отсчет склонения светил δ. Точки пересечения эклиптики с экватором, для которых прямое восхождение 0 и12 часов называются соответственно точками весеннего γ и осеннего Ω равноденствий. По краю звездной карты нанесены месяцы и числа, а на накладном круге – часы.

Для определения положения небесного светила необходимо месяц, число, указанные на звездной карте, совместить с часом наблюдения на накладном круге.

На карте зенит расположен вблизи центра выреза (в точке пересечения нити, изображающей небесный меридиан с небесной параллелью, склонение которой равно географической широте места наблюдения).

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Установить подвижную карту звездного неба на день и час наблюдения и назвать созвездия, расположенные в южной части неба от горизонта до полюса мира; на востоке – от горизонта до полюса мира.
2. Найти созвездия, расположенные между точками запада и севера, 10 октября в 21 час. Проверить правильность определения визуальным наблюдением звездного неба.
3. Найти на звездной карте созвездия с обозначенными в них туманностями и проверить, можно ли их наблюдать невооруженным глазом.
4. Определить, будут ли видны созвездия Девы, Рака, Весов в полночь 15 сентября? Какое созвездие в это же время будет находиться вблизи горизонта на севере?
5. Определить, какие из перечисленных созвездий: Малая Медведица, Волопас, Возничий, Орион – для данной широты будут незаходящими?
6. Ответить на вопрос: может ли для вашей широты 20 сентября Андромеда находится в зените?
7. На карте звездного неба найти 5 любых перечисленных созвездий: Большая Медведица, Малая Медведица, Кассиопея, Андромеда, Пегас, Лебедь, Северная Корона- и определить приближенно небесные координаты (склонение и прямое восхождение) α – звезд этих созвездий.
8. Определить, какое созвездие будет находиться вблизи горизонта 5 мая в полночь?

Вычисления

Вывод:

Критерии оценки лабораторной работы

100%-90% от объёма выполненной лабораторной работы – «5»    

80%-70% от объёма выполненной лабораторной работы – «4»  

60%-50% от объёма выполненной лабораторной работы – «3»    

Менее 50% от объёма выполненной лабораторной работы - «2»

Контрольные вопросы:

1. В чем отличие звезд от планет?
2. Как называется самая яркая звезда на небесной сфере и самая яркая в северном полушарии?
3. Какая из звезд ярче – звезда второй видимой звездной величины или пятой?
4. Найти на подвижной карте звездного неба созвездие, в котором самая яркая звезда имеет координаты 20 ч 39 мин и 450.
5. С помощью подвижной карты звездного неба определить приближенно координаты ближайшей к нам галактики, расположенной в районе созвездия Андромеды и видимой на небе как туманное пятнышко.
6. Какое созвездие проходит через зенит 15 ноября в 22 ч в пункте вашего наблюдения?
7. Какие созвездия называются зодиакальными? Назвать их.
8. Каковы координаты Солнца в день летнего солнцестояния? Зимнего солнцестояния?

Ответы на контрольные вопросы

Ответы на контрольные вопросы

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Таблица плотностей (кг/м3)

Приложение 2. Психрометрическая таблица

Приложение 3. Давление насыщенного водяного пара и его плотность при различных температурах.