 |
|
Правила работы в лаборатории
ПРАКТИКУМ
ПО МЕХАНИКЕ И
МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКЕ
Учебное пособие для вузов
Издательско-полиграфический центр
Воронежского государственного университета
Утверждено Научно-методическими советами биолого-почвенного (протокол № 6 от 21.02.2008 г.), геологического (протокол №4 от 21.02.2008 г.) и химического (протокол № 4 от 06.03.2008г г.) факультетов
Составители: А.С. Сидоркин, С.Д. Миловидова, О.В. Рогазинская,
А.П. Лазарев, Л.П.Нестеренко, А.М.Косцов
Учебное пособие подготовлено на кафедре экспериментальной физики физического факультета Воронежского государственного университета.
Рекомендуется в качестве учебного пособия к лабораторным работам для студентов 1 и 2 курсов биолого-почвенного, геологического и химическиого факультетов.
Работа выполнена при поддержке гранта VZ-010 Американского фонда гражданских исследований и развития (CRDF) и по программе «Фундаментальные исследования и высшее образование»
Для специальностей:
020101 (011000) – Химия
020301 (011100) – Геология
020306 (013300) – Экологическая геология
020304 (014400) – Гидрогеология и инженерная геология
020302 (011200) – Геофизика
020201 (011600) – Биология
020701 (013000) – Почвоведение
СОДЕРЖАНИЕ
1.1. Правила работы в лаборатории. Оформление результатов работы……..4
1.2. Обработка результатов физического эксперимента…………...................5
1.3. Изучение измерительных приборов……………………………………...11
1.4. Определение плотности твердых тел, имеющих правильную
геометрическую форму…………………………………………………...15
2. Гармонические колебания ….………………………………………….…..17
2-1. Исследование законов колебательного движения математического и оборотного маятника на установке с электронным секундомером....…..21
2-2. Проверка законов колебания математического маятника
и определение ускорения свободного падения …………. …...………....24
3. Затухающие колебания ……………………………………………….…… 26
3-1. Определение логарифмического декремента затухания
и коэффициента затухания крутильных колебаний ………………….…29
3-2. Определение логарифмического декремента затухания и
коэффициента затуханий колебаний математического маятника ……30
4. Изучение законов динамики поступательного движения
с помощью машины Атвуда …………………………………………..…32
5. Вращательное движение твердых тел…………………………………….35
5-1. Определение моментов инерции твердых тел при помощи
крутильных колебаний ……………………………………………………38
5-2. Определение моментов инерции твердых тел с помощью
маятника Максвелла ………………………………………………………41
5-3. Определение моментов инерции твердых тел с помощью
трифилярного подвеса …………………………………………..……….. 44
5-4. Исследование вращательного движения твердых тел с помощью
маятника Обербека …………………...…………………………………...46
6. Определение скорости полета «пули» с помощью
баллистического маятника ………………………………….…………....49
7. Исследование закона сохранения импульса при центральном ударе
шаров……………………………………………….……………….……....52
8. Определение коэффициента внутреннего трения и средней длины
свободного пробега молекул воздуха……………………………………...56
9. Определение модуля Юнга методом прогиба………………………….…58
10. Определение модуля сдвига из крутильных колебаний……….………..62
11. Определение коэффициента вязкости жидкости по методу Стокса……66
12. Определение отношения удельных теплоемкостей газов методом
Клемана-Дезорма…………………………………………………………..71
13. Определение скорости звука в воздухе и отношение удельных
теплоемкостей ср/сv для воздуха методом стоячихзвуковых волн……...76
14. Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости
методом компенсации дополнительного давления ……………………..81
1.1. ПРАВИЛА РАБОТЫ В ЛАБОРАТОРИИ,
ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
Перед началом выполнения лабораторного практикума каждый студент обязан пройти инструктаж по технике безопасности!!!
Правила работы в лаборатории
В начале семестра составляется график выполнения работ на весь семестр.
Студент должен заранее знать тему своей лабораторной работы и подготовиться к ней по методическому руководству и другой указанной в нем литературе.
Перед выполнением каждой лабораторной работы необходимо пройти краткое собеседование с преподавателем и получить разрешение на ее выполнение. Оно дается в том случае, если студент четко знает цель работы, методику проведения эксперимента, умеет пользоваться приборами.
При выполнении лабораторной работы используются только те приборы и принадлежности, которые указаны в методическом руководстве к ней.
Приступать к выполнению лабораторных работ без разрешения преподавателя категорически воспрещается!
В конце занятия студент обязан предъявить преподавателю результаты своей работы. Работа считается выполненной, если результаты утверждены и подписаны преподавателем. После этого необходимо выключить установку, привести в порядок рабочее место. И обязательно узнать, какую работу студент будет выполнять на следующем занятии.
Оформление отчетов
По результатам каждой лабораторной работы составляется отчет. Он должен включать:
1. Краткую теорию, описание метода исследования, все необходимые формулы, в том числе и расчетную с пояснением физического смысла входящих в нее символов (0,5-1 стр.).
2. Условия опыта – температуру, давление и т.д. (если это важно).
3. Далее следует раздел «Выполнение работы» с обязательным названием каждого упражнения.
4. Таблицы с результатами измерений и расчетов. Таблицы составляются так, чтобы из них было ясно, какие физические величины и в каких единицах измерялись, сколько раз повторялись измерения каждой физической величины.
5. Статистическую обработку результатов измерений.
6. Выводы. Они должны быть аргументированы ссылками на соответствующие таблицы и графики, которые должны быть пронумерованы.
Отчет должен быть написан в хорошем стиле, аккуратным разборчивым почерком. При его оформлении не следует также пренебрегать и эстетической стороной вопроса. Заголовки, выводы и формулы целесообразно выделять пастой другого цвета, подчеркнуть и т.п. Это облегчает чтение отчета.
Графики
Графики используются для наглядного представления результатов. При их построении необходимо соблюдать ряд правил:
1. Графики нужно строить только на миллиметровой бумаге.
2. На осях необходимо нанести масштабную сетку, указать единицы измерения и символы изображаемых величин.
3. Масштаб должен быть простым, удобным для отсчета его долей. Например, 1 см = 0,1; 1; 2 или 10 единиц. Кроме того, масштаб выбирают так, чтобы все экспериментальные точки вошли в график и достаточно далеко отстояли друг от друга.
Иногда для этой цели бывает удобно сместить начало отсчета вдоль
осей. Масштаб по осям Х и У может быть различен.
Экспериментальные точки следует наносить с максимальной точностью так, чтобы они четко выделялись на фоне графика, не сливаясь с ним.
4. График должен представлять собой плавную кривую без изломов и перегибов. Нужно стремиться провести кривую так, чтобы экспериментальные точки равномерно распределялись по обе стороны от нее
(рис. 1).Графики, выполненные на миллиметровой бумаге, аккуратно вклеиваются в отчет, где для них необходимо предусмотреть соответствующее место.