🗊Презентация Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2

Категория: Физика
Нажмите для полного просмотра!
Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №1Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №2Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №3Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №4Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №5Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №6Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №7Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №8Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №9Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №10Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №11Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №12Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №13Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №14Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №15Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №16Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №17Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №18Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №19Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №20Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №21Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №22Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №23Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №24Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №25Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №26Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №27Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №28Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №29Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №30Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №31Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №32Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №33Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №34Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №35Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №36Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №37Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №38Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №39Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №40Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №41Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №42Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №43Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №44Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №45Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №46Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №47Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №48Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №49Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №50Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №51Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2, слайд №52
Скачать

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Олимпиадный эксперимент – в школьный практикум. Часть 2. Доклад-сообщение содержит 52 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»: http://edu-homelab.ru Международная олимпиада по экспериментальной физике (IEPhO): http://iepho.com Информационный сайт Всероссийской олимпиады по физике: http://4ipho.ru
Описание слайда:
Полезные сайты Олимпиадная школа МФТИ, курс «Экспериментальная физика»: http://edu-homelab.ru Международная олимпиада по экспериментальной физике (IEPhO): http://iepho.com Информационный сайт Всероссийской олимпиады по физике: http://4ipho.ru

Слайд 4


Обработка результатов, графики Все графики оформлены с помощью программы SciDavis http://scidavis.sourceforge.net
Описание слайда:
Обработка результатов, графики Все графики оформлены с помощью программы SciDavis http://scidavis.sourceforge.net

Слайд 5


Наши планы Магнитные явления. Постоянные магниты в школьном лабораторном практикуме Красивые демонстрации: униполярный двигатель; диамагнитная левитация Лабораторная работа «Магнитное торможение» Магнитные шары. Немного теории: магнитный диполь, основные формулы. Лабораторная работа «Сила сцепления магнитных шаров» Лабораторная работа «Определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли» Лабораторная работа «Определение вертикальной составляющей магнитного поля Земли. Магнитное наклонение»
Описание слайда:
Наши планы Магнитные явления. Постоянные магниты в школьном лабораторном практикуме Красивые демонстрации: униполярный двигатель; диамагнитная левитация Лабораторная работа «Магнитное торможение» Магнитные шары. Немного теории: магнитный диполь, основные формулы. Лабораторная работа «Сила сцепления магнитных шаров» Лабораторная работа «Определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли» Лабораторная работа «Определение вертикальной составляющей магнитного поля Земли. Магнитное наклонение»

Слайд 6


Униполярный двигатель
Описание слайда:
Униполярный двигатель

Слайд 7


Диамагнитная левитация
Описание слайда:
Диамагнитная левитация

Слайд 8


Лабораторная работа № 1. Магнитное торможение Механизм магнитного торможения, численные оценки. Индукционный ток: I = BℓV/R Сила Ампера: FA = IBℓ = B2ℓ2V/R Fc = - βV, β = B2ℓ2/R Установившаяся скорость: Fc = mg (В2ℓ2/R)V = mg R = ρqℓ/S; m =ρmℓS  V = ρqρmg/B2~ 2 см/с ! ρq ~ 2*10-8 Ом м {R(5 км; 1 см2) = 1 Ом}; ρm ~ 8 г/см3; B ~ 0,3 Тл
Описание слайда:
Лабораторная работа № 1. Магнитное торможение Механизм магнитного торможения, численные оценки. Индукционный ток: I = BℓV/R Сила Ампера: FA = IBℓ = B2ℓ2V/R Fc = - βV, β = B2ℓ2/R Установившаяся скорость: Fc = mg (В2ℓ2/R)V = mg R = ρqℓ/S; m =ρmℓS  V = ρqρmg/B2~ 2 см/с ! ρq ~ 2*10-8 Ом м {R(5 км; 1 см2) = 1 Ом}; ρm ~ 8 г/см3; B ~ 0,3 Тл

Слайд 9


Цель работы. В работе экспериментально определяются: коэффициенты трения покоя μ0; коэффициент трения скольжения; коэффициент магнитного торможения β.
Описание слайда:
Цель работы. В работе экспериментально определяются: коэффициенты трения покоя μ0; коэффициент трения скольжения; коэффициент магнитного торможения β.

Слайд 10


Оборудование Алюминиевый желоб; штатив с лапкой; восемь одинаковых неодимовых магнитов в виде параллелепипедов (магниты намагничены параллельно своей самой короткой стороне); секундомер; линейка (рулетка); весы.
Описание слайда:
Оборудование Алюминиевый желоб; штатив с лапкой; восемь одинаковых неодимовых магнитов в виде параллелепипедов (магниты намагничены параллельно своей самой короткой стороне); секундомер; линейка (рулетка); весы.

Слайд 11


теория Закон Ньтона: ma = mgsinα – μmg cosα – βV. Установившаяся скорость (а = 0): V = (mg/β) (sinα – μcosα) Линеаризованная зависимость: V/cosα = mg/β(tgα – μ) у = V/cosα, x = tgα. y = mg/β (x – μ) График этой зависимости – прямая линия. Отсечка на оси X x0 = μ, угловой коэффициент: tgφ = dy/dx = mg/β Физический смысл углового коэффициента – установившаяся скорость магнита при скольжении по вертикальной плоскости Vверт = mg/β.
Описание слайда:
теория Закон Ньтона: ma = mgsinα – μmg cosα – βV. Установившаяся скорость (а = 0): V = (mg/β) (sinα – μcosα) Линеаризованная зависимость: V/cosα = mg/β(tgα – μ) у = V/cosα, x = tgα. y = mg/β (x – μ) График этой зависимости – прямая линия. Отсечка на оси X x0 = μ, угловой коэффициент: tgφ = dy/dx = mg/β Физический смысл углового коэффициента – установившаяся скорость магнита при скольжении по вертикальной плоскости Vверт = mg/β.

Слайд 12


Эксперимент. Таблица № 1, t(S)
Описание слайда:
Эксперимент. Таблица № 1, t(S)

Слайд 13


График t(S). Выводы t ~ S Движение магнита равномерно Путь разгона мал
Описание слайда:
График t(S). Выводы t ~ S Движение магнита равномерно Путь разгона мал

Слайд 14


Эксперимент. Таблица № 2. Зависимость v(α)
Описание слайда:
Эксперимент. Таблица № 2. Зависимость v(α)

Слайд 15


Линеаризованный график v(α): v/cosα = mg/β (tgα – μ)
Описание слайда:
Линеаризованный график v(α): v/cosα = mg/β (tgα – μ)

Слайд 16


Лабораторная работа Закон взаимодействия магнитных шаров
Описание слайда:
Лабораторная работа Закон взаимодействия магнитных шаров

Слайд 17


Необходимые сведения Индукция поля B точечного магнитного диполя Pm на расстоянии r от диполя (система СИ): B = μ0/4π {3(Pmr)r/r5 – p/r3}, где μ0 – магнитная константа; На магнитный диполь Pm в поле B действует механический момент: M = [Pm B] Энергия диполя Pm в поле B: W = - (Pm B)
Описание слайда:
Необходимые сведения Индукция поля B точечного магнитного диполя Pm на расстоянии r от диполя (система СИ): B = μ0/4π {3(Pmr)r/r5 – p/r3}, где μ0 – магнитная константа; На магнитный диполь Pm в поле B действует механический момент: M = [Pm B] Энергия диполя Pm в поле B: W = - (Pm B)

Слайд 18


Поле на оси диполя Поле на оси диполя: B = (μ0/4π) 2p/r3 μ0/4π = 10-7 Гн/м
Описание слайда:
Поле на оси диполя Поле на оси диполя: B = (μ0/4π) 2p/r3 μ0/4π = 10-7 Гн/м

Слайд 19


Задание №1 Определить расположение северного и южного полюсов магнитного шара
Описание слайда:
Задание №1 Определить расположение северного и южного полюсов магнитного шара

Слайд 20


Магнитное поле Земли. Магнитное поле Земли соответствует полю однородно намагниченного шара = полю диполя, расположенного в центре Земли. Величина: B ~ 50 мкТл = 0,5 Гс
Описание слайда:
Магнитное поле Земли. Магнитное поле Земли соответствует полю однородно намагниченного шара = полю диполя, расположенного в центре Земли. Величина: B ~ 50 мкТл = 0,5 Гс

Слайд 21


Где север? Где юг? Как найти полюса шарообразного магнита?
Описание слайда:
Где север? Где юг? Как найти полюса шарообразного магнита?

Слайд 22


Решение
Описание слайда:
Решение

Слайд 23


Задания № 2, 3 Снимите зависимость максимальной силы сцепления одинаковых шаров от их диаметров F(d) Результаты измерений сравните с теорией
Описание слайда:
Задания № 2, 3 Снимите зависимость максимальной силы сцепления одинаковых шаров от их диаметров F(d) Результаты измерений сравните с теорией

Слайд 24


Сила сцепления магнитных шаров: F ~ d2 Шары взаимодействуют как жёсткие точечные диполи! F = - ∂W/∂r = PmB/r = -Pm(2Pm/r3)/r =-(μ0/4π)6Pm2/r4 F =(μ0/4π)6Pm2/r4 Шары расположены вплотную: F ~ Pm2/d4 = (pV)2/d4 ~ p2d6/d4 ~ d2
Описание слайда:
Сила сцепления магнитных шаров: F ~ d2 Шары взаимодействуют как жёсткие точечные диполи! F = - ∂W/∂r = PmB/r = -Pm(2Pm/r3)/r =-(μ0/4π)6Pm2/r4 F =(μ0/4π)6Pm2/r4 Шары расположены вплотную: F ~ Pm2/d4 = (pV)2/d4 ~ p2d6/d4 ~ d2

Слайд 25


Экспериментальная установка
Описание слайда:
Экспериментальная установка

Слайд 26


Эксперимент. Таблица № 1 Зависимость F(d)
Описание слайда:
Эксперимент. Таблица № 1 Зависимость F(d)

Слайд 27


Зависимость F(d): F ~ d2
Описание слайда:
Зависимость F(d): F ~ d2

Слайд 28


Лабораторная работа Горизонтальная составляющая магнитного поля Земли Определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли методом крутильного маятника
Описание слайда:
Лабораторная работа Горизонтальная составляющая магнитного поля Земли Определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли методом крутильного маятника

Слайд 29


Цель работы Определение величины магнитного момента магнитного шарика; проверка свойства аддитивности для магнитных моментов; определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли
Описание слайда:
Цель работы Определение величины магнитного момента магнитного шарика; проверка свойства аддитивности для магнитных моментов; определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли

Слайд 30


Оборудование Неодимовые магнитные шары диаметром d2 = 6 мм (10 штук), набор бумаги для заметок (толщина стопки ~ 30 мм), штатив из немагнитного материала, тонкая нить, штангенциркуль, весы, секундомер.
Описание слайда:
Оборудование Неодимовые магнитные шары диаметром d2 = 6 мм (10 штук), набор бумаги для заметок (толщина стопки ~ 30 мм), штатив из немагнитного материала, тонкая нить, штангенциркуль, весы, секундомер.

Слайд 31


Параметры шаров Магнитные шарики d = 6 мм m = 0,867 г Pm = 99,6 мДж/Тл
Описание слайда:
Параметры шаров Магнитные шарики d = 6 мм m = 0,867 г Pm = 99,6 мДж/Тл

Слайд 32


Магнитные моменты шаров (μ0/4π) 6Pm2/rmax4 = mg → Pm = {mgrmax4/6(μ0/4π)}1/2
Описание слайда:
Магнитные моменты шаров (μ0/4π) 6Pm2/rmax4 = mg → Pm = {mgrmax4/6(μ0/4π)}1/2

Слайд 33


Прочность «магнитной цепочки» метод «сцепления»: F0 = (μ0/4π) 6Pm2/d4 Mg =F0(1 + 1/24 + 1/34 + 1/44 + …) ≈ 1,08F0 Эксперимент: M = 506 г  F0 = μ0/4π 6Pm2/d4 = Mg/1,08  Pm = d2{Mg/1,08(μ0/4π)}1/2 = 99,6 мДж/Тл
Описание слайда:
Прочность «магнитной цепочки» метод «сцепления»: F0 = (μ0/4π) 6Pm2/d4 Mg =F0(1 + 1/24 + 1/34 + 1/44 + …) ≈ 1,08F0 Эксперимент: M = 506 г  F0 = μ0/4π 6Pm2/d4 = Mg/1,08  Pm = d2{Mg/1,08(μ0/4π)}1/2 = 99,6 мДж/Тл

Слайд 34


Период крутильных колебаний Ind2φ/dt2 = -PmBhφ → Inφ” + PmBhφ =0 → период колебаний: T = 2π(In/PnBh)1/2 = 2π(In/nPmBh)1/2 In ≈ 1/12 Mℓ2 = 1/12 nm(nd)2 = n3md2/12 T(n) = 2π(md2/12PmBh)1/2 n → T = kn, k = 2π(md2/12PmBh)1/2
Описание слайда:
Период крутильных колебаний Ind2φ/dt2 = -PmBhφ → Inφ” + PmBhφ =0 → период колебаний: T = 2π(In/PnBh)1/2 = 2π(In/nPmBh)1/2 In ≈ 1/12 Mℓ2 = 1/12 nm(nd)2 = n3md2/12 T(n) = 2π(md2/12PmBh)1/2 n → T = kn, k = 2π(md2/12PmBh)1/2

Слайд 35


Как учесть упругость нити? Ответ на следующем слайде
Описание слайда:
Как учесть упругость нити? Ответ на следующем слайде

Слайд 36


Решение Колебание системы с P = 0 (см. рис.)  Результат T = ∞ Выводы: упругость нити на период колебаний практически не влияет Магнитный момент – величина аддитивная
Описание слайда:
Решение Колебание системы с P = 0 (см. рис.)  Результат T = ∞ Выводы: упругость нити на период колебаний практически не влияет Магнитный момент – величина аддитивная

Слайд 37


I(n) = 1/12 md2 n3 P(n) = Pmn In = 1/12 Mℓ2 = 1/12 nm (nd)2 = 1/12 md2 n3
Описание слайда:
I(n) = 1/12 md2 n3 P(n) = Pmn In = 1/12 Mℓ2 = 1/12 nm (nd)2 = 1/12 md2 n3

Слайд 38


Зависимость T(n)
Описание слайда:
Зависимость T(n)

Слайд 39


График T(n)
Описание слайда:
График T(n)

Слайд 40


Расчёты: Bh ≈ 15,3 мкТл T = 2π(md2/12PmBh)1/2 n = βn  Bh = 4π2md2/12Pmβ2 ≈ 15,3 мкТл Табличные значения: Bтабл(φ = 50-60 0с.ш.) = 15 мкТл (Физические величины. Справочник под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова, Москва, Энергоатомиздат, 1991 г.)
Описание слайда:
Расчёты: Bh ≈ 15,3 мкТл T = 2π(md2/12PmBh)1/2 n = βn  Bh = 4π2md2/12Pmβ2 ≈ 15,3 мкТл Табличные значения: Bтабл(φ = 50-60 0с.ш.) = 15 мкТл (Физические величины. Справочник под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова, Москва, Энергоатомиздат, 1991 г.)

Слайд 41


Лабораторная работа Вертикальная составляющая магнитного поля Земли Определение вертикальной составляющей индукции магнитного поля Земли по механическому моменту сил M = PmBv
Описание слайда:
Лабораторная работа Вертикальная составляющая магнитного поля Земли Определение вертикальной составляющей индукции магнитного поля Земли по механическому моменту сил M = PmBv

Слайд 42


Цель работы Определение вертикальной составляющей индукции магнитного поля Земли по механическому моменту сил; проверка свойства аддитивности для магнитных моментов шариков; определение магнитного наклонения. Сравнение полученных величин с табличными и расчетными значениями.
Описание слайда:
Цель работы Определение вертикальной составляющей индукции магнитного поля Земли по механическому моменту сил; проверка свойства аддитивности для магнитных моментов шариков; определение магнитного наклонения. Сравнение полученных величин с табличными и расчетными значениями.

Слайд 43


Магнитное наклонение Магнитное наклонение – это угол β, который вектор B образует с горизонтальной плоскостью: tgβ = BV/Bh
Описание слайда:
Магнитное наклонение Магнитное наклонение – это угол β, который вектор B образует с горизонтальной плоскостью: tgβ = BV/Bh

Слайд 44


Расчётное значение магнитного наклонения поле диполя: B = (μ0/4π) {3(Pmr)r/r5 – Pm/r3}, μ0 – магнитная постоянная, μ0/4π = 10-7 Гн/м.
Описание слайда:
Расчётное значение магнитного наклонения поле диполя: B = (μ0/4π) {3(Pmr)r/r5 – Pm/r3}, μ0 – магнитная постоянная, μ0/4π = 10-7 Гн/м.

Слайд 45


Расчётное значение магнитного наклонения Вертикальная составляющая поля: Bv = 2Pmcosθ/R3 горизонтальная составляющая поля: Bh = Pmsinθ/R3 → tgβ = Bh/Bv = 2ctgθ = 2ctg(900 + φ) = - 2tgφ для московского региона (φ = 55 – 560 с.ш.): β = - arctg(2tgφ) ≈ - 710
Описание слайда:
Расчётное значение магнитного наклонения Вертикальная составляющая поля: Bv = 2Pmcosθ/R3 горизонтальная составляющая поля: Bh = Pmsinθ/R3 → tgβ = Bh/Bv = 2ctgθ = 2ctg(900 + φ) = - 2tgφ для московского региона (φ = 55 – 560 с.ш.): β = - arctg(2tgφ) ≈ - 710

Слайд 46


Оборудование 10 одинаковых магнитных шариков диаметром d = 6 мм; весы; нитка; проволока; штатив из немагнитного материала; ножницы; линейка. магнитный момент одного шарика диаметром 6 мм pm = 99,6 мДж/Тл.
Описание слайда:
Оборудование 10 одинаковых магнитных шариков диаметром d = 6 мм; весы; нитка; проволока; штатив из немагнитного материала; ножницы; линейка. магнитный момент одного шарика диаметром 6 мм pm = 99,6 мДж/Тл.

Слайд 47


Схема установки
Описание слайда:
Схема установки

Слайд 48


Так выглядит реальный опыт
Описание слайда:
Так выглядит реальный опыт

Слайд 49


Эксперимент. Зависимость M(n)
Описание слайда:
Эксперимент. Зависимость M(n)

Слайд 50


График зависимости M(n) = npmBv = kn, k = pmBV BV = k/pm
Описание слайда:
График зависимости M(n) = npmBv = kn, k = pmBV BV = k/pm

Слайд 51


Результаты Вертикальная составляющая: Bv = k/Pm = 47,7 мкТл Горизонтальная составляющая: Bh = 15,3 мкТл Полное поле: B = (Bh2 + Bv2)1/2 = 50,1 мкТл Магнитное наклонение: β = arctg(Bv/Bh) = arctg(3,12) = 72,20
Описание слайда:
Результаты Вертикальная составляющая: Bv = k/Pm = 47,7 мкТл Горизонтальная составляющая: Bh = 15,3 мкТл Полное поле: B = (Bh2 + Bv2)1/2 = 50,1 мкТл Магнитное наклонение: β = arctg(Bv/Bh) = arctg(3,12) = 72,20

Слайд 52


ВСЁ. СПАСИБО
Описание слайда:
ВСЁ. СПАСИБО

Скачать

Похожие презентации
Mypresentation.ru
Загрузить презентацию