🗊 Презентация Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1

Категория: Физика
Нажмите для полного просмотра!
Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №1 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №2 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №3 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №4 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №5 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №6 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №7 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №8 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №9 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №10 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №11 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №12 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №13 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №14 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №15 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №16 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №17 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №18 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №19 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №20 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №21 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №22 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №23 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №24 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №25 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №26 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №27 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №28 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №29 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №30 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №31 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №32 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №33 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №34 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №35 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №36 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №37 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №38 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №39 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №40 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №41 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №42 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №43 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №44 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №45 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №46 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №47 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №48 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №49 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №50 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №51 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №52 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №53 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №54 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №55 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №56 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №57 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №58 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №59 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №60 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №61 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №62 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №63 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №64 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №65 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №66 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №67 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №68 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №69 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №70 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №71 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №72 Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1, слайд №73

Содержание

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 1. Доклад-сообщение содержит 73 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации


Слайд 1


Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум
Описание слайда:
Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум

Слайд 2


Все задачи в предлагаемой презентации - авторские
Описание слайда:
Все задачи в предлагаемой презентации - авторские

Слайд 3


Полезные сайты Олимпиадная школа МФТИ, курс «Экспериментальная физика»: Международная олимпиада по экспериментальной физике (IEPhO): Информационный...
Описание слайда:
Полезные сайты Олимпиадная школа МФТИ, курс «Экспериментальная физика»: Международная олимпиада по экспериментальной физике (IEPhO): Информационный сайт Всероссийской олимпиады по физике:

Слайд 4


Обработка результатов, графики Все графики оформлены с помощью программы SciDavis
Описание слайда:
Обработка результатов, графики Все графики оформлены с помощью программы SciDavis

Слайд 5


Наши планы IEPhO-4 (2016 г.) Неваляшка Лестница Лягушка Зубочистка Слинки (Slinky) IEPhO-3 (2015 г.) Удельное сопротивление воздуха Гук или не Гук
Описание слайда:
Наши планы IEPhO-4 (2016 г.) Неваляшка Лестница Лягушка Зубочистка Слинки (Slinky) IEPhO-3 (2015 г.) Удельное сопротивление воздуха Гук или не Гук

Слайд 6


Неваляшка, IEPhO-4 (8, 9 классы)
Описание слайда:
Неваляшка, IEPhO-4 (8, 9 классы)

Слайд 7


Оборудование Неваляшка деревянная линейка 50 см кусок пластилина карандаш (ручка) лист бумаги
Описание слайда:
Оборудование Неваляшка деревянная линейка 50 см кусок пластилина карандаш (ручка) лист бумаги

Слайд 8


Задание С помощью имеющегося оборудования определите как можно точнее высоту центра тяжести h неваляшки относительно уровня стола, на котором она...
Описание слайда:
Задание С помощью имеющегося оборудования определите как можно точнее высоту центра тяжести h неваляшки относительно уровня стола, на котором она расположена Указание: Основание неваляшки считать сферическим, неровностями его поверхности пренебречь. Массу подвижных частей колокольчика внутри неваляшки считать пренебрежимо малой

Слайд 9


Решение. Шаг № 1 По длине окружности C = 283 мм (Неваляшку оборачиваем бумагой) определяем радиус сферического основания Неваляшки: R = С/2π = 45 мм.
Описание слайда:
Решение. Шаг № 1 По длине окружности C = 283 мм (Неваляшку оборачиваем бумагой) определяем радиус сферического основания Неваляшки: R = С/2π = 45 мм.

Слайд 10


Шаг № 2 Подбираем кусок пластилина такой массы m, чтобы ось Неваляшки расположилась горизонтально. Из условия равновесия относительно точки опоры...
Описание слайда:
Шаг № 2 Подбираем кусок пластилина такой массы m, чтобы ось Неваляшки расположилась горизонтально. Из условия равновесия относительно точки опоры (точки касания сферы со столом) получаем: mgb = MgΔℓ, где b = 100 мм – рычаг куска пластилина, а MgΔℓ - момент силы тяжести Неваляшки (Δℓ - расстояние от центра сферического основания Неваляшки вдоль её оси до центра масс Неваляшки) → Δℓ = (m/M) b Цель дальнейших действий - найти отношение m/M.

Слайд 11


Шаг № 3 Уравновешиваем Неваляшку на «рычажных весах», изготовленных из линейки (рычаг) и карандаша (опора). Из условия равновесия получаем (mл –...
Описание слайда:
Шаг № 3 Уравновешиваем Неваляшку на «рычажных весах», изготовленных из линейки (рычаг) и карандаша (опора). Из условия равновесия получаем (mл – масса линейки): Mgℓ1 = mgℓ2 + mлgℓ3 Делаем необходимые измерения: ℓ1 = 49 мм – рычаг Неваляшки; ℓ2 = 341 мм – рычаг пластилина; ℓ3 = 146 мм – рычаг линейки (расстояние от точки опоры до середины линейки). Из уравнения моментов: m/M = ℓ1/(ℓ2 + mл/m ℓ3)

Слайд 12


Шаг № 4 Отношение масс линейки и пластилина находим, уравновесив пластилин линейкой. Из уравнения моментов: mл/m = ℓm/ℓл, где ℓm = 95 мм – рычаг...
Описание слайда:
Шаг № 4 Отношение масс линейки и пластилина находим, уравновесив пластилин линейкой. Из уравнения моментов: mл/m = ℓm/ℓл, где ℓm = 95 мм – рычаг пластилина; ℓл = 100 мм – рычаг линейки. Подставляя численные значения, находим: mл/m = 0,95. Отношение масс пластилина и Неваляшки (см. Шаг № 3): m/M = ℓ1/(ℓ2 + mл/m ℓ3) = 49/(341 + 0,95*146) = 0,102 (точные измерения на весах дают следующие значения масс: масса Неваляшки M = 148 г, масса пластилина: m = 15,26 г → m/M = 0,103 (!))

Слайд 13


Заключительный шаг (без картинки) Центр масс Неваляшки расположен на Δℓ = m/M b = 0,102*100 = 10 мм ниже центра сферы основания, т.е. на высоте: h =...
Описание слайда:
Заключительный шаг (без картинки) Центр масс Неваляшки расположен на Δℓ = m/M b = 0,102*100 = 10 мм ниже центра сферы основания, т.е. на высоте: h = R – Δℓ = 35 мм над уровнем стола

Слайд 14


Лестница из линеек, IEPhO-4 (9, 10 классы)
Описание слайда:
Лестница из линеек, IEPhO-4 (9, 10 классы)

Слайд 15


Оборудование 11 деревянных линеек длиной ℓ0 = 21 см каждая, линейка 50 см
Описание слайда:
Оборудование 11 деревянных линеек длиной ℓ0 = 21 см каждая, линейка 50 см

Слайд 16


Задание Постройте ступенчатую лестницу максимальной (по горизонтали) длины из n = 2, 3, 4, …12 линеек. Для каждого n измерьте длину получившейся у...
Описание слайда:
Задание Постройте ступенчатую лестницу максимальной (по горизонтали) длины из n = 2, 3, 4, …12 линеек. Для каждого n измерьте длину получившейся у вас лестницы и результаты измерений занесите в таблицу, как в абсолютных, так и в относительных единицах. Получите теоретическую зависимость максимальной длины лестницы от числа линеек n. Сравните теоретические значения c соответствующими экспериментальными значениями. Оцените максимальную длину лестницы, которую можно составить из линеек всех участников, выполняющих эту работу. Считайте, что работу пишет 20 участников.

Слайд 17


Строим лестницы
Описание слайда:
Строим лестницы

Слайд 18


Теория: Δk = ℓ0/2k; ℓТ = ℓ0 + ½ℓ0∑1/k центр масс стопки, лежащей над какой-то линейкой, приходится точно на её опорный край → смещение k-ой сверху...
Описание слайда:
Теория: Δk = ℓ0/2k; ℓТ = ℓ0 + ½ℓ0∑1/k центр масс стопки, лежащей над какой-то линейкой, приходится точно на её опорный край → смещение k-ой сверху линейки относительно (k+ 1)-ой должно удовлетворять условию: mg(ℓ0/2 – Δk) = (k – 1)mgΔk → ширина k-ой ступеньки: Δk = ℓ0/2k Полная длина лестницы складывается из длины линейки ℓ0 и сумме ширин всех её ступенек: ℓ = ℓ0 + Δ1 + Δ2 + Δ3 + …. Общая длина лестницы: ℓТ = ℓ0 + ½ ℓ0[1 + ½ + 1/3 + ¼ +…+ 1/(n-1)]

Слайд 19


Наши линейки Δ1=0,5ℓ0/1 = 105 мм Δ2=0,5ℓ0/2 = 52,5 мм Δ3 =0,5ℓ0/3 = 35 мм Δ4=0,5ℓ0/4 = 26,25 мм Δ5=0,5ℓ0/5 = 21 мм Δ6=0,5ℓ0/6 = 17,5 мм Δ7=0,5ℓ0/7 =...
Описание слайда:
Наши линейки Δ1=0,5ℓ0/1 = 105 мм Δ2=0,5ℓ0/2 = 52,5 мм Δ3 =0,5ℓ0/3 = 35 мм Δ4=0,5ℓ0/4 = 26,25 мм Δ5=0,5ℓ0/5 = 21 мм Δ6=0,5ℓ0/6 = 17,5 мм Δ7=0,5ℓ0/7 = 15 мм Δ8=0,5ℓ0/8 = 13 мм Δ9=0,5ℓ0/9 = 11,7 мм Δ10=0,5ℓ0/10 = 10,5 мм Δ11=0,5ℓ0/11 = 9,5 мм

Слайд 20


12 линеек, 240 линеек N = 12 ℓT(8)≈ ℓ = ℓ0 + Δ1 + Δ2 + Δ3 + …. Δ10 + Δ11 ≈ 2,51ℓ0 = 52,7 см N = 240 ∑1/k ≈ ∫dz/z ≈ ℓn n L ≈ ℓ0 + 0,5ℓ0(1+1/2 + 1/3...
Описание слайда:
12 линеек, 240 линеек N = 12 ℓT(8)≈ ℓ = ℓ0 + Δ1 + Δ2 + Δ3 + …. Δ10 + Δ11 ≈ 2,51ℓ0 = 52,7 см N = 240 ∑1/k ≈ ∫dz/z ≈ ℓn n L ≈ ℓ0 + 0,5ℓ0(1+1/2 + 1/3 +…1/11 + ℓnN/11) = ℓ0 + 0,5ℓ0(3,02 + ℓn21,7) = 4,05ℓ0 ≈ 85 см «Честный» подсчёт:

Слайд 21


Лягушка (8, 9 классы) Оборудование: кистевой эспандер из мягкой резины («лягушка»), полиэтилен, дощечка, линейка Задание: определите коэффициент...
Описание слайда:
Лягушка (8, 9 классы) Оборудование: кистевой эспандер из мягкой резины («лягушка»), полиэтилен, дощечка, линейка Задание: определите коэффициент трения полиэтилена и «лягушки» о поверхность дощечки

Слайд 22


Решение: коэффициент трения полиэтилена μп Кладём «Лягушку» на полиэтилен и по критическому углу определяем коэффициент трения: μп = tgαкрит = 0,32
Описание слайда:
Решение: коэффициент трения полиэтилена μп Кладём «Лягушку» на полиэтилен и по критическому углу определяем коэффициент трения: μп = tgαкрит = 0,32

Слайд 23


Решение: коэффициент трения «лягушки» μл Переворачиваем «установку» и по крит. углу находим коэффициент трения дощечки по «лягушке»: μл = tg630 ≈ 2
Описание слайда:
Решение: коэффициент трения «лягушки» μл Переворачиваем «установку» и по крит. углу находим коэффициент трения дощечки по «лягушке»: μл = tg630 ≈ 2

Слайд 24


Определение числа π вероятностным методом (11 класс) Случайность – форма проявления закономерности
Описание слайда:
Определение числа π вероятностным методом (11 класс) Случайность – форма проявления закономерности

Слайд 25


Задача Бюффона о бросании иглы (1777 г.) Французский натурфилософ и естествоиспытатель Иностранный член Российской Академии наук член Лондонского...
Описание слайда:
Задача Бюффона о бросании иглы (1777 г.) Французский натурфилософ и естествоиспытатель Иностранный член Российской Академии наук член Лондонского королевского общества

Слайд 26


Оборудование 10 зубочисток лист бумаги с параллельными линиями. Расстояние между линиями равно длине зубочистки ℓ0
Описание слайда:
Оборудование 10 зубочисток лист бумаги с параллельными линиями. Расстояние между линиями равно длине зубочистки ℓ0

Слайд 27


Задание Экспериментально исследовать закон распределения w(n) случайной величины n, где n – число пересечений зубочисток с линиями при броске n0 = 10...
Описание слайда:
Задание Экспериментально исследовать закон распределения w(n) случайной величины n, где n – число пересечений зубочисток с линиями при броске n0 = 10 штук По результатам эксперимента определите число π

Слайд 28


Причём здесь π? (теория) Вероятность пересечь линию для зубочистки, образующей угол φ (в интервале dφ) с осью x, перпендикулярной линиям: dw =...
Описание слайда:
Причём здесь π? (теория) Вероятность пересечь линию для зубочистки, образующей угол φ (в интервале dφ) с осью x, перпендикулярной линиям: dw = (|ℓ0x|dφ/2π)/ℓ0 = |cosφ| dφ/2π → wтеор = ∫|cosφ|dφ/2π = 2/π

Слайд 29


Как проводим опыт Одновременно бросаем с высоты ~ 15-20 см n0 = 10 зубочисток и подсчитываем число n пересечений с линиями в каждом опыте; Делаем N =...
Описание слайда:
Как проводим опыт Одновременно бросаем с высоты ~ 15-20 см n0 = 10 зубочисток и подсчитываем число n пересечений с линиями в каждом опыте; Делаем N = 40 бросков; Результаты испытаний заносим в Таблицу

Слайд 30


Таблица для построения гистограммы
Описание слайда:
Таблица для построения гистограммы

Слайд 31


Гистограмма
Описание слайда:
Гистограмма

Слайд 32


Считаем среднее nср nср = ∑ni/N = ∑mnn/N = 6,325
Описание слайда:
Считаем среднее nср nср = ∑ni/N = ∑mnn/N = 6,325

Слайд 33


Погрешность среднего σ
Описание слайда:
Погрешность среднего σ

Слайд 34


n2ср = ?
Описание слайда:
n2ср = ?

Слайд 35


Результат: wтеор = 2/π π = 2/ wэкс = 3,16 ± 0,13 (επ = 4 %) n = 6,33 ± 0,27 – среднее число пересечений, если бросать n0 = 10 штук Вероятность...
Описание слайда:
Результат: wтеор = 2/π π = 2/ wэкс = 3,16 ± 0,13 (επ = 4 %) n = 6,33 ± 0,27 – среднее число пересечений, если бросать n0 = 10 штук Вероятность пересечения: wэкс = n/n0 = 0,633 ± 0,027 (εw = 4 %) Из теории: wтеор = 2/π → πэкс = 2/wэкспер → π = 3,16 ± 0,13 (επ = 4 %)

Слайд 36


Изучение упругих свойств пластиковой пружины Слинки (Slinky) Цель работы: изучение упругих свойств пластиковой пружины Слинки; исследование колебаний...
Описание слайда:
Изучение упругих свойств пластиковой пружины Слинки (Slinky) Цель работы: изучение упругих свойств пластиковой пружины Слинки; исследование колебаний массивной пружины. Оборудование: Пластиковая пружина Слинки (Slinky), штатив с лапкой, линейка, мерная лента, секундомер, весы, скотч.

Слайд 37


Задание (статика) Снимите зависимость ℓ(n) длины ℓ пружины от числа n свободно свисающих витков. Для этого закрепите в штативе деревянную линейку....
Описание слайда:
Задание (статика) Снимите зависимость ℓ(n) длины ℓ пружины от числа n свободно свисающих витков. Для этого закрепите в штативе деревянную линейку. Разделите линейкой пружину так, чтобы под линейкой оказалось n витков. Для каждого значения n измерьте общую длину свободно свисающих витков. Измерения проведите для n ≥ 10. Результаты измерений занесите в Таблицу №1. Получите теоретическую зависимость ℓ(n), выразив ℓ через массу m0 и жёсткость k0 одного витка Сравните теоретическую зависимость ℓ(n) с экспериментальной. Определите m0 и k0

Слайд 38


ℓ(n) - теория Получим теоретическую зависимость ℓ(n), выразив ℓ через массу m0 и жёсткость k0 одного витка: Δx1 = 0 Δx2 = m0g/k0 Δx3 = 2m0g/k0 ………………...
Описание слайда:
ℓ(n) - теория Получим теоретическую зависимость ℓ(n), выразив ℓ через массу m0 и жёсткость k0 одного витка: Δx1 = 0 Δx2 = m0g/k0 Δx3 = 2m0g/k0 ……………… Δxn = (n – 1)m0g/k0 - арифметическая последовательность → ℓ(n) = ΣΔxi = n(n – 1)m0g/2k0 ≈ n2 m0g/2k0, т.е. ℓ = Cn2, где C = m0g/2k0

Слайд 39


ℓ(n) - эксперимент Из графика находим: C = m0g/2k0 = 0,08 см Определяем m0 и k0. Масса всей пружины M = 90,37 г, полное число витков N = 41,5 → масса...
Описание слайда:
ℓ(n) - эксперимент Из графика находим: C = m0g/2k0 = 0,08 см Определяем m0 и k0. Масса всей пружины M = 90,37 г, полное число витков N = 41,5 → масса одного витка: m0 = M/N = 2,18 г; Жёсткость витка: k0 = m0g/2C = 2,18*10-3*9,81/2*0,08*10-2 ≈ 13,4 Н/м.

Слайд 40


Задание (динамика) Снимите зависимость T(n) периода колебаний T пружины, подвешенной вертикально, от числа n колеблющихся витков. Измерения проведите...
Описание слайда:
Задание (динамика) Снимите зависимость T(n) периода колебаний T пружины, подвешенной вертикально, от числа n колеблющихся витков. Измерения проведите для n ≥ 10. Результаты измерений занесите в Таблицу №2 Считая, что период T колебаний массивной пружины, подвешенной вертикально, определяется формулой T = 2π(βm/k)1/2, где m – масса пружины, k – жёсткость пружины, β – константа, получите теоретическую зависимость T(n). Сравните теоретическую зависимость T(n) с экспериментальной и определите значение константы βэксп Сравните экспериментальное значение β с теоретическим.

Слайд 41


T(n) - теория T = 2π(βm/k)1/2 = 2π(βnm0/(k0/n))1/2 = 2πn (βm0/k0)1/2 = An, где A = 2π(βm0/k0)1/2. Итак T ~ n: T = An, где A = 2π(βm0/k0)1/2
Описание слайда:
T(n) - теория T = 2π(βm/k)1/2 = 2π(βnm0/(k0/n))1/2 = 2πn (βm0/k0)1/2 = An, где A = 2π(βm0/k0)1/2. Итак T ~ n: T = An, где A = 2π(βm0/k0)1/2

Слайд 42


T(n) - эксперимент Итак T ~ n: T = 0,044n, A = 0,044 c Находим β: T2 = 4π2 n2 (2βm0/2k0) = 4π2 n2 (2βm0g/2gk0) ≈ 8βC n2 → 8βC = A2 → βэксп = A2/8C =...
Описание слайда:
T(n) - эксперимент Итак T ~ n: T = 0,044n, A = 0,044 c Находим β: T2 = 4π2 n2 (2βm0/2k0) = 4π2 n2 (2βm0g/2gk0) ≈ 8βC n2 → 8βC = A2 → βэксп = A2/8C = 0,0442/8*(0,08*10-2) = 0,303 βэксп = 0,303 βтеор = 1/3; Δβ/β ≈ 10 %.

Слайд 43


Удельное электросопротивление воздуха
Описание слайда:
Удельное электросопротивление воздуха

Слайд 44


Оборудование Два теннисных шарика с небольшим ушком, покрытые проводящей (графитовой) краской; пластмассовая трубка; полиэтиленовый пакет; нить; две...
Описание слайда:
Оборудование Два теннисных шарика с небольшим ушком, покрытые проводящей (графитовой) краской; пластмассовая трубка; полиэтиленовый пакет; нить; две деревянные линейки; секундомер, скотч, ножницы Примечание: в качестве вспомогательного оборудования можно использовать стол, стул, а также элементы конструкции вашей кабинки

Слайд 45


Погрешности Оценки погрешности в этой работе не требуется
Описание слайда:
Погрешности Оценки погрешности в этой работе не требуется

Слайд 46


Задание С помощью имеющегося оборудования определите удельное сопротивление воздуха.
Описание слайда:
Задание С помощью имеющегося оборудования определите удельное сопротивление воздуха.

Слайд 47


Авторское решение Удельное сопротивление можно определить по скорости уменьшения заряда шарика: q(t) = q0exp(-t/τ) τ=ρε0 – время релаксации...
Описание слайда:
Авторское решение Удельное сопротивление можно определить по скорости уменьшения заряда шарика: q(t) = q0exp(-t/τ) τ=ρε0 – время релаксации (Максвелловская релаксация)

Слайд 48


Теория Закон Ома в дифференциальной форме: j = 1/ρ E  Заряд изменяется (убывает) со скоростью: dq/dt = - ∫jdS = -1/ρ ∫EdS = {теорема Гаусса} = -...
Описание слайда:
Теория Закон Ома в дифференциальной форме: j = 1/ρ E  Заряд изменяется (убывает) со скоростью: dq/dt = - ∫jdS = -1/ρ ∫EdS = {теорема Гаусса} = - 1/ρε0 q  Дифферециальное уравнение для q: dq/dt = -q/ρε0 = -q/τ  dq/q = -t/τ  q(t) = q0exp(-t/τ)

Слайд 49


Эксперимент Подвешиваем шарики на длинных нитях (ℓ = 130 см). Расстояние между нитями = d (диаметр шарика ) Незаряженные шарики при этом слегка...
Описание слайда:
Эксперимент Подвешиваем шарики на длинных нитях (ℓ = 130 см). Расстояние между нитями = d (диаметр шарика ) Незаряженные шарики при этом слегка соприкасаются На высоте ~ 20 см от шариков подвешиваем линейку в горизонтальном положении.

Слайд 50


Калибровка
Описание слайда:
Калибровка

Слайд 51


Калибровка Заряжаем шарики с помощью пластмассовой палочки, наэлектризованной трением о полиэтиленовый пакет. Измеряем расстояние между нитями на...
Описание слайда:
Калибровка Заряжаем шарики с помощью пластмассовой палочки, наэлектризованной трением о полиэтиленовый пакет. Измеряем расстояние между нитями на высоте линейки: d1 ≈ 80 мм. Разряжаем один из шариков, коснувшись его рукой. После соприкосновения между собой шарики расходятся так, что расстояние между нитями на уровне линейки оказывается равным d ≈ 60 мм. Заряды шариков при этом уменьшаются вдвое. Калибровка проведена.

Слайд 52


Основной эксперимент Вновь заряжаем шарики так, что расстояние между нитями, отсчитанное по линейке, вновь становится равным d1= 80 мм. С помощью...
Описание слайда:
Основной эксперимент Вновь заряжаем шарики так, что расстояние между нитями, отсчитанное по линейке, вновь становится равным d1= 80 мм. С помощью секундомера измеряем время T1/2, за которое расстояние между нитями уменьшается до d2= 60 мм. Это время соответствует уменьшению заряда вдвое.

Слайд 53


Результаты T1/2 ≈ 14 мин = 840 c  τ = ρε0 = T1/2/ℓn2  ρ = T1/2/ε0ℓn2 = 840/8,85*10-12*0,7 ≈ 1,4*1014 Ом м ρ ≈ 1,4*1014 Ом м ρтабл ≈ (1-2)*1014 Ом м
Описание слайда:
Результаты T1/2 ≈ 14 мин = 840 c  τ = ρε0 = T1/2/ℓn2  ρ = T1/2/ε0ℓn2 = 840/8,85*10-12*0,7 ≈ 1,4*1014 Ом м ρ ≈ 1,4*1014 Ом м ρтабл ≈ (1-2)*1014 Ом м

Слайд 54


Тянем резину Гук или не Гук ???
Описание слайда:
Тянем резину Гук или не Гук ???

Слайд 55


Оборудование Резиновый шнур диаметром d0 = 2,5 мм; резиновая лента (бинт); динамометр; две канцелярские клипсы; две струбцины; четыре деревянных...
Описание слайда:
Оборудование Резиновый шнур диаметром d0 = 2,5 мм; резиновая лента (бинт); динамометр; две канцелярские клипсы; две струбцины; четыре деревянных бруска (два из них – с саморезами); мерная лента; линейка; ножницы; скотч.

Слайд 56


Оборудование (картинка)
Описание слайда:
Оборудование (картинка)

Слайд 57


Задание №1 Снимите зависимость относительной длины ℓ/ℓ0 резинового шнура от приложенной силы F вплоть до значений ℓ ~ 3ℓ0, где ℓ0 – длина...
Описание слайда:
Задание №1 Снимите зависимость относительной длины ℓ/ℓ0 резинового шнура от приложенной силы F вплоть до значений ℓ ~ 3ℓ0, где ℓ0 – длина недеформированного куска шнура.

Слайд 58


Установка (например, вот так)
Описание слайда:
Установка (например, вот так)

Слайд 59


Задание № 2 Выразите коэффициент жёсткости резинового шнура через модуль Юнга и его геометрические параметры. Решение: По закону Гука: Δℓ/ℓ = ΔF/ES →...
Описание слайда:
Задание № 2 Выразите коэффициент жёсткости резинового шнура через модуль Юнга и его геометрические параметры. Решение: По закону Гука: Δℓ/ℓ = ΔF/ES → ΔF = (ES/ℓ) Δℓ = kΔℓ → k = ES/ℓ, где S = πd2/4 – поперечное сечение цилиндрического шнура

Слайд 60


Задание № 3 Предполагая, что модуль Юнга и объём резины в процессе деформации не изменяются, получите теоретическую зависимость ℓ/ℓ0 от F
Описание слайда:
Задание № 3 Предполагая, что модуль Юнга и объём резины в процессе деформации не изменяются, получите теоретическую зависимость ℓ/ℓ0 от F

Слайд 61


Теоретическая зависимость ℓ(F) По закону Гука для небольших деформаций: ∂ℓ/ℓ = ∂F/ES → ∂ℓ/ℓ2 = ∂F/ESℓ = ∂F/EV0. V = Sℓ = S0ℓ0 = πd02ℓ0/4 – объём ℓ0,...
Описание слайда:
Теоретическая зависимость ℓ(F) По закону Гука для небольших деформаций: ∂ℓ/ℓ = ∂F/ES → ∂ℓ/ℓ2 = ∂F/ESℓ = ∂F/EV0. V = Sℓ = S0ℓ0 = πd02ℓ0/4 – объём ℓ0, d0 – длина и диаметр S0 = πd02/4 - площадь сечения недеформированного шнура. Интегрируем уравнение: ∂ℓ/ℓ2 = ∂F/EV0 → 1/ℓ0 – 1/ℓ = F/EV0 →

Слайд 62


Рабочая формула ℓ/ℓ0 = 1/(1 – F/ES0) – зависимость ℓ(F) при условии, что: модуль Юнга E = const объём резины V = const
Описание слайда:
Рабочая формула ℓ/ℓ0 = 1/(1 – F/ES0) – зависимость ℓ(F) при условии, что: модуль Юнга E = const объём резины V = const

Слайд 63


Задание № 4 Сравните экспериментальную зависимость с теоретической, полученной в П.3
Описание слайда:
Задание № 4 Сравните экспериментальную зависимость с теоретической, полученной в П.3

Слайд 64


Линеаризованный график зависимости l(F): ℓ0/ℓ = 1 – F/ES0 E = 110 H/см2
Описание слайда:
Линеаризованный график зависимости l(F): ℓ0/ℓ = 1 – F/ES0 E = 110 H/см2

Слайд 65


Выводы Вплоть до деформаций l/l0 ~ 2,5 модуль Юнга резины в пределах точности эксперимента является постоянной величиной E = (110 ± 10) Н/см2 (~ 10...
Описание слайда:
Выводы Вплоть до деформаций l/l0 ~ 2,5 модуль Юнга резины в пределах точности эксперимента является постоянной величиной E = (110 ± 10) Н/см2 (~ 10 бар) Для справки: Сталь: E = 2 1011 Па = 2 Мбар Медь: E = 1,3 1011 Па = 1,3 Мбар Лёд: E = 3 1010 Па = 0,3 Мбар

Слайд 66


Задание № 7 Найдите теоретическое значение коэффициента Пуассона μ, при котором объём резинового шнура при деформациях не изменяется.
Описание слайда:
Задание № 7 Найдите теоретическое значение коэффициента Пуассона μ, при котором объём резинового шнура при деформациях не изменяется.

Слайд 67


При каких μ объём не изменяется? Для шнура цилиндрической формы длиной ℓ и диаметром d объём: V = πℓd2/4 = πℓ0 d02/4 → (d/d0)2 = ℓ0/ℓ → 2Δd/d = -...
Описание слайда:
При каких μ объём не изменяется? Для шнура цилиндрической формы длиной ℓ и диаметром d объём: V = πℓd2/4 = πℓ0 d02/4 → (d/d0)2 = ℓ0/ℓ → 2Δd/d = - Δℓ/ℓ → Δd/d = - ½ Δℓ/ℓ → μ = - ½ - при таком значении коэффициента Пуассона объём материала при его деформациях не изменяется.

Слайд 68


Задание № 8 Определите экспериментально коэффициент Пуассона резины, из которой изготовлен резиновый бинт
Описание слайда:
Задание № 8 Определите экспериментально коэффициент Пуассона резины, из которой изготовлен резиновый бинт

Слайд 69


Определяем коэффициент Пуассона (установка)
Описание слайда:
Определяем коэффициент Пуассона (установка)

Слайд 70


Теория db/b = -μdℓ/ℓ → b(ℓ): b/b0 = -(ℓ/ℓ0)μ lnb = C – μℓnℓ → в двойном логарифмическом масштабе тангенс угла наклона прямой b(ℓ) равен коэффициенту...
Описание слайда:
Теория db/b = -μdℓ/ℓ → b(ℓ): b/b0 = -(ℓ/ℓ0)μ lnb = C – μℓnℓ → в двойном логарифмическом масштабе тангенс угла наклона прямой b(ℓ) равен коэффициенту Пуассона

Слайд 71


Результаты: коэффициент Пуассона μ ≈ 0,5
Описание слайда:
Результаты: коэффициент Пуассона μ ≈ 0,5

Слайд 72


Двойной логарифмический масштаб: μ = 0,46
Описание слайда:
Двойной логарифмический масштаб: μ = 0,46

Слайд 73


ВСЁ. СПАСИБО
Описание слайда:
ВСЁ. СПАСИБО



Похожие презентации
Mypresentation.ru
Загрузить презентацию