Зертханалық жұмыс №1

Тақырыбы: Дененң ұшу қашықтығының лақтырылу бұрышына тәуелділігін зерттеу.

Керекті құрал-жабдықтар: баллистикалық пистолет, өлшеуіш лента, 2-3 таза және көшірме қағаз.

Теориялық түсінік.

Горизонталь бетте көкжиекке әр түрлі бұрыш жасай оқ атқанда оның ұшу қашықтығы мына формулалармен өрнектеледі:

 

 

Бұл формуладан оқтың 00-900-қа дейінг ұшу бұрышын өзгерткенде оның үшу қашықтығы әуелі кейбір мәнге дейін артады да, сосын нольге дейін кемитіні көрінеді. Түсу қашықтығы соs     мен sin   көбейтіндісінің үлкен мәнінде максимал болады. Міне, осы тәуелділікті  13-1 суретте көрсетілген баллистикалық пистолетпен зерттеу керек.

Пистолет бұрыш өлшеуіші  3 бар, қапсырма шегег 2 бекітілген осьтің бойында шыбығы бар ширатылған серіппеден 1 тұрады. Ұзына бойында тесік каналы бар шыбыққа арнайы шарик орнатылған. Шарикті қондырған кезде серіппені сығады да шыбықтың табанындағы босатқыш ілмекке ілінеді. Егер босатқыш ілмектің 5 шығып тұрған бөлігін басып қалса, шар босай»ды да, серіппенің әрекетінен ол  шыбық бойымен белгілі бір бағытта қозғалады.

Шариктің ұшу жылдамдығының v0 модулін барлық тәжірибе үшін бірдей етіп алу керек.

Үстелде шариктің түсер жеріне ақ, таза қағаздың бетін екі бөлек жапсырма лентамен бекіту керек, ал үстіңгі жағына көшірме қағаз қойылады. Шарик құлағанда қағазда айқын із қалады.

Жұмыстың орындалу тәртібі

1. Дәптерге өлшеулер менн есептеулер нәтижесі жазылатын кесте дайындаңдар.

 

Шариктің ұшу бұрышы, α,0

20

30

40

45

50

60

70

Шариктің орташа ұшу қашықтығы L, см

 

 

 

 

 

 

 

           2. Баллистикалық пистолеттің құрылысымен, жұмыс жасау принципімен танысыңдар.

           3. Үстелдің шетіне баллистикалық пистолетті қысып қоятын бұрманы орнатып, бұрыш өлшегішпен пистолетті 450 бұрышпен бекітіңдер. Қағазды жапсырмай, байқау үшін атып көріңдер де, шамамен шариктің түскен орныны белгілеңдер. 450 бұрышпен атқанда шарик қағаздың шетіне түсетіндей етіп таза қағазды үстелге бекітіңдер, сосы үстіне көшірме қағаз салыңдар.

           4. Пистолетті 200, 300, 400, 450 бұрыштармен орнатып, әрбір бұрышқа 3-4 рет атыңдар. Шариктің ізін қарындашпен қоршаңдар да қасына бұрышын белгілеңдер.

       5. Пистолетті бұрып, оны 500, 600, 700 бұрыштармен бекітіп, әрқайсысына 3-4 атып, тағы да әрбір бұрыштағы шариктің түскен ізіне ату бұрышының мәнін жазыңдар.

       6. Әрбір бұрыш үшін шариктің түскен қашықтығының орташа мәнін өлшеңдер. Өлшеу нәтижелерін кестеге түсіріңдер.

Зертханалық жұмыс №2.

Керекті құралдар: штатив, науа, диамтерлері және массалары әр түрлі шарлар, сызғыш, көшірме қағаз.

Теориялық түсінік.

Шардың инерция моментін анықтау үшін, оның айналмалы қозғалысының кинетикалық энергиясы мен бұрыштық жылдамдығын білу керек, ол

Зертханалық жұмыс №3

 

Тақырыбы: Дененің кинетикалық энергиясының өзгеруі мен серпімділік күшінің жұмысын салыстыру.

 

Керекті құралдар: жаппай жұмысқа арналған штатив-2 дана, мектеп динамометрі, шар, жіп, миллиметрлік бөлігі бар ұзындығы 30 см сызғыш, штативі бар мектеп таразысы, гірлер.

 

Теориялық түсінік.

Кинетикалық  энергия туралы теорема бойынша, денеге түсірілген күштің жұмысы дененің кинетикалық энергиясының өзгерісіне тең:

 

А=Wk –Wk= Wk

Осы тұжырымдаманы эксперимент жүзінде дәлелдеу үшін 13-3 суретте көрсетілген қондырғы қолданылады.

Штативке горизонталь динамометр бектіледі. Оның ілгішіне ұзындығы 60-80 см жіп арқылы шар байланысады. Осындай биіктікте екінщі штативке қысқыш бекітіледі. ҚӨысқыштың шетіне шарды орнатып, екінші штативті шармен бірге, шарға динамометр серіппесінің тарпынан Fсерп серпімлділік күші әрекет етеіндей жерге қашықтықтатады. Сосын шарды жібереді. Серпімділік күшінің әрекетінен шар жылдамыдқ алады да оның кинетикалық энергиясы нольден mv2/2–ге өзгереді.

 

Шардың  серпімділік күшінің әрекетінен алған жылдамдығының модулін табу үшін шардың Н биіктіктен еркін құлағандағы ұшу қашықтығын  s-ті өлшеу керек:

 

 

Осыдан жылдамдық модулі    -қа тең, ал кинетикалық энергиясы

 

 

 

Гук заңы бойынша шарға әрекет ету кезіндегі серпімділік күші  Fсер –ден Fсерп-ге дейін сызықтықөзгереді. Сонда серпімділік күшінің орта мәні

 

 

Серіппенің деформациясын х өлшеп, серпімділік күшінің жұмысын есептеуге болады, ол

 

 

Бұл жұмысытың мақсаты мына теңдікті тексеру болатын

 

 

 

Жұмыстың орындалу тәртібі:

1.            Штативтің біріне динамометрді бекітіп және екінші штативке динамометрмен бірдей деңгейде 40 см шар қоятын қышқыш орнатылады. Динамометр ілгішіне жіпке байланған шар ілінеді.

2.            Шарды штатив қысқышына ұстай отырып, штативті динамометрдің көрсетуі  2 Н болғанға дейін қашықтықтатапды. Сосын шарды босатып, оның үстел бетіндегі түскен орнын белгілейді. Тәжірибені 2-3 рет қайталап, шардың ұшу қашықтығының орташа мәнін табады.

3.            Таразының көмегімен шардың массасын өлшеп, серпімділік күшінің әрекетінен болшған шардың кинетикалық энергиясының өзгерісін есептеңдер.

4.            Серпімділік күшінің 2 Н мәніндегі динамометр серіппесінің х деформациясын өлшеп, серпімділік күшінің А жұмысын есептеңдер.

5.                  Кинетикалық энергияның өзгерісі  мен серпімділік күшінің жұмысын анықтаудағы өлшеулер мәнінің қателік шегін тауып, оны бағалаңдар. Серпімділік  күші жұмысының алынған мәнін шардың кинетикалық энергиясының өзгерісімен салыстырамыз. Қорытынды шығарыңдар.

6.            Динамометр көрсеткішін 3 Н-ға үлкейтіп, тәжірибені қайталаңдар.

Қорытындылау.

Зертханалық №4

Тақырыбы: металдардың молярлық жылу сыйымдылықтарын салыстыру.

Керекті құрал-жабдықтар: калориметр, мензурка, суы бар ыдыс, электр плита, гірлері бар таразы, массалыры 50-100 г болатын алюминий, мыс және темір денелер.

Теориялық түсінік.

Жылу сыйымдылықтың классикалық теориясынан 1 кмоль жылу сыйымдылық қатты күйдегі барлық денелер үшін бірдей және

Болады.

Мұны оңай тексеруге болады. Ол үшін массачы m қатты дененің температуараның белгілі бір  Т интервалында суығанда беретін Q жылу мөлшерін анықтау жеткілікті.

Жұмыстың орныдалу тәртібі:

1.         Таразының көмегімен калориметрдің mk және мыс, темір, алюминий денелрдің массасын өлшеңдер. Өлшеу нәтижелерін есеп беру кестесіне енгізіңдер.

2.         Денені ыдыстағы қайнап жатқан суға салыңдар.

3.         Калориметрге бөлме температурасындағы 100 см3 суды құйып, судың, калориметрдің t1 температурасын өлшеңдер.

4.         Калоримтерге 1000С-ге дейін қыздырылған мыс денені салып, жылулық тепе-теңдік орнағаннан кейінгі Ө температураны өлшеңдер.

5.         Калориметрдегі суды алмастырып, осы тәвілмен алюминий және темір денелермен тәжірибені қайталаңдар.

6.         Жылу балансының теңдеуін пайдаланып, үш дененің әрқайсысының су мен калоримтерге берген жылуларының  Q мөлшерін есептеңдер:

 

Мұндағы mr-калориметр массасы, сk-калориметр дайындалған заттың меншікті жылу сыйымдылығы, mсу-су массасы, ссу-судың меншікті жылу сыйымдылығы, t1, Ө -су мен калориметрдің бастапқы және соңғы температуралары.

7.         өрнегін пайдаланып, мыстың, темірдің және алюминийдің молярлық жылу сыйымдылығын есептеңдер.

8.         Жүргізілген өлшеулердің қатесін бағалаңдар.

 

зат

Дене массасы,кг

Калориметр массасы,кг

Су мен калориметрдің бастапқы  темп,температурасы, t1

Жылулық тепе-теңдіктің орнығуы кезіндегі температура, ө,0С

Дене температурасының өзгерісі,  t=1000-Ө

Дененің берген жылу мөлшері. Q, Дж

Заттың мольдік массасы, М, кг∙кмоль-1

Заттың жылу сыйымдылығы, Дж∙град—кмоль-1

Мыс

Темір

Алюминий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зертханалық жұмыс№5

Тақырыбы: Судың беттік керілу коэффициентін тамшының үзілуі және сұйықтың капилляр бойыцмен көтерілу әдістерімен өлшеу.

Керекті құрал-жабдықтар: зертханалық таразы. гірлер, штангенциркуль, өлшемі 1х10 см қаңылтыр өлшеуіш сына, ине, миллиметрлік бөліктері бар 30 см-лік өлшеуіш сызғыш, конус тәріздес құты, стакан, воронка, шүмегі бар және ұшының диаметрі 3-4 мм болатын шыны резеңке түтік, штатив, тазартылған су.

 

Теориялық түсінік.

Беттік керілу сұйықтың беттік қабатының шекарасына әрекет ететін F беттік керілу күшінің, сол шекараның l ұзындығына қатынасымен өлшенеді:

 

 

Сұйықтың σ беттік керілуі шектелетін шекаралардың табиғатына және сұйықтың температурасына тәуелді.

Берілген жұмыста судың беттік керілуін екі тәсілмен, тамшының үзілуі және сұйықтың капилляр бойымен көтерілуі әдістерімен өлшеу қажет.

1.      Бірінші әдіспен σ өлшеу үшін 13,4-суретте көрсетілген құрылғы жиналады.

2.      Ұшы 3 шыны, 2 краны бар резеңке түтік 1 құйғыға кигізіліп штативке бекітіледі. Құйғыға таза су құйылады. Шүмек арқылы судың жеке тамшылары стаканға ағатындай етіп реттеледі. Тамшының үзілер мезетінде беттік керілу күшінің F  модулі массасы m тамшының Fа ауырлық күші модуліне тең болады:  немесе

Осыдан

Өлшеу дәлдігін жоғарылату үшін n тамшының массасы өлшенеді де мына формуламен есептеу жүргізіледі:  (13.10)

Мұндағы М – аққан судың массасы, n-су тамшының саны, D-шыны түтіктің ішкі диаметрі.

3.      Екінші әдіспен өлшеу кезінде капилляр түтікті стакандағы суға батырады да капиллярмен көтерілген судың h  биіктігі өлшенеді (13,5-сурет)

Капиллярдағы сұйық беттік керілу күші F капиллярмен көтерілген судың Ға салмағына теңгерілгенше көтеріледі, сонда

Осыдан  (13.11)

Су массасын таразымен өлшейді, шыны түтіктің ішкі диаметрі-өлшеуіш сынамен және штангенциркульмен, капиллярдағы көтерліген судың биіктігі - өлшеуіш сызғышпен, капилляр диамеирі – инемен және штангенциркульмен өлшенеді.

Жұмыстың орындалу тәртібі:

1-тапсырма. Судың беттік керілуін тамшының үзілуі әдісімен өлшеңдер.

1. Дәптерде өлшеу нәтижелерін және есептеулерді жазатын кесте дайындаңдар (3-кесте).

 

№

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.013.4-сурет бойынша қондырғы жинаңдар.

3. Өлшеуіш сына мен штангенциркульдің көмегімен шыны ұшының 3 ішкі диаметрін өлшеңдер.

4. Бос стаканның массаын өлшеңдер.

5. 2 кран жабылады да, құйғыға таза су құйылады. Түтіктің астына құты (колба қойып, кранды жайлап ашып, түтікпен судың жеке тамшы болып ағуы реттеледі, жиілігі минутына 30-40 тамшыдай болғаны дұрыс. Осы шарт орындалғанда ғана тамшының үзілуі ауырлық күшінің әрекетінен деп санауға болады.

6. Түтіктің астына бос стакан қойып, 80-100 тамшыны санап, стаканға жинап алыңдар.

7. Стаканды тағы да өлшеп, оған аққан тамшының массасын есептеңдер.

8. (13.10) теңдеудің көмегімен судың беттік керілуін есептеңдер

9. Өлшеулердің абсолют және салыстырмалы қателерін мына теңдеулермен есептеңдер:

 

 

9.         Өлшеулер мен есептеулер нәтижесін 3-кестеге жазыңдар.

2-тапсырма. Капилляр бойымен сұйықтың көтерілу әдісімен судың беттік керілуін өлшеңдер.

1. Дәптерге өлшеулер мен есептеулердің нәтижесін жазатын 4-кестені дайындаңдар.

 

№

Ρ, кг/м3

Н,м

D,м

σ ,Н/м

∆ σ

ε=∆ σ/ σ

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Ине мен штангенциркульдің көмегімен капиллярдың ішкі диаметрін өлшеңдер.

3. Капиллярды суға батырып, оның бойымен көтерілген судың биіктігін өлшеңдер.

4. (13.11) формуласымен судың беттік керілуін есептеңдер.

5. Өлшеуді бірнеше рет қайталап σорт мәнін табыңдар. Өлшеу нәтижесін 4-кестеге түсіріңдер.

6. Осы жұмыста өлшеулердің қатесін бағалау жеткілікті дәрежеде күрделі. Өздерің алған мәнді оның кестелік мәнімен салыстырыңдар.

7. σ-ның әр түрлі әдіспен табылған мәндерін салыстырыңдар және оны қорытындылаңдар.

Қорытындылау.

Бағалау.