Uniwersytet Śląski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Katedra Materiałoznawstwa
1. Zbadać rozmiary otrzymanych próbek przy pomocy suwmiarki i śruby mikrometrycznej. Wykonywać pomiary każdej wielkości po dziesięć razy.
2. Zważyć dziesięciokrotnie badane próbki. W przypadku wagi torsyjnej nie używać próbek cięższych od 100 mg.
3. Wyznaczyć gęstość korzystając ze średnich arytmetycznych mierzonych wielkości.
W sprawozdaniu naszkicować badane próbki i podać ich gęstość oraz porównać otrzymane wyniki z danymi tablicowymi. Przeprowadzić dyskusję błędu metodą pochodnej logarytmicznej lub różniczki zupełnej.
suwmiarka, śruba mikrometryczna, waga techniczna, odważniki.
gęstość względna, gęstość bezwzględna, masa ciała, ciężar ciała.
T. Dryński, „Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki”
H. Szydłowski, „Pracownia fizyczna”
D. Halliday, R.Resnick, Fizyka
Przebieg ćwiczenia
A. Wyznaczanie gęstości ciał stałych.
A1. Zawiesić ciało o nieznanej gęstości na haczyku, na którym zawieszona jest szalka za pomocą cienkiej nici. Zrównoważyć wagę i zanotować masę ciała ważonego w powietrzu.
A2. Zanurzyć ciało stałe w zlewce z wodą. Zlewkę postawić na ławeczce. Zważyć ciało zanurzone1) w cieczy.
A3. Obliczyć parcie do góry i gęstość względną danego ciała.
A4. Pomiary powtórzyć dla kilku próbek wskazanych przez prowadzącego.
B. Wyznaczanie gęstości względnej cieczy
B1. Wyznaczyć ciężar dowolnego ciała stałego w powietrzu.
B2. Wyznaczyć ciężar odważników równoważących to ciało zanurzone1) w wodzie.
B3. Wlać do zlewki badaną ciecz.
B4. Wyznaczyć ciężar odważników równoważących to ciało zanurzone1) w badanej cieczy.
B5. Obliczyć gęstość względną badanej cieczy.
C. Wyznaczanie gęstości względnej ciał lżejszych od wody
C1. Wyznaczyć ciężar korka lub styropianu w powietrzu.
C2. Wyznaczyć ciężar ołowiu lub (innego metalu) zanurzonego w wodzie.
C3. Wyznaczyć ciężar odważników równoważących korek i ołów zanurzony2) całkowicie w wodzie.
C4. Obliczyć parcie do góry jakiego doznaje korek zanurzony całkowicie zanurzonyw wodzie.
C5. Obliczyć gęstość względną korka.
C6. Pomiary powtórzyć 3-krotnie.
Przeprowadzić dyskusję błędu metodą pochodnej logarytmicznej lub różniczki zupełnej; dla wielkości mierzonych wielokrotnie obliczać błąd średni kwadratowy średniej arytmetycznej.
waga techniczna, odważniki, zlewka.
gęstość względna, gęstość bezwzględna, masa ciała, ciężar ciała, prawo Archimedesa, waga hydrostatyczna.
D. Halliday, R. Resnick, Fizyka
1) Ciało musi być całkowicie zanurzone w cieczy.
2) Oba ciała - korek i ołów muszą być całkowicie zanurzone w wodzie.
A. Wahadło matematyczne.
A1. Ustalić pierwszą z podanych przez prowadzącego długości wahadła matematycznego.
A2. Zmierzyć czas 20 wahnięć.
A3. Pomiar powtórzyć 5-krotnie.
A4. Powtórzyć pomiary dla wszystkich długości podanych przez prowadzącego.
B. Wahadło sprężynowe.
B1. Zmierzyć średnicę kuli, średnicę drutu, z którego wykonana jest sprężyna, średnicę pojedynczego zwoju. W sprawozdaniu obliczyć masę kuli i masę sprężyny (materiał - stal).
B2. Sprężynę zawiesić na statywie kulką do góry, założyć szalkę.
B3. Obciążać sprężynę odważnikami od 10 g do 120 g i notować wydłużenie sprężyny x.
B4. Wykonać wykres x=f(F) i obliczyć współczynnik sprężystości k.
B5. Sprężynę zawiesić na statywie kulką w dół (zdejmując uprzednio szalkę).
B6. Zmierzyć 5-krotnie czas 20 wahnięć w powietrzu i 5 w wodzie.
B7. Obliczyć wartość współczynnika tłumienia b w wodzie.
B8. Obliczyć logarytmiczny dekrement tłumienia ë.
Przeprowadzić dyskusję błędu metodą różniczki zupełnej lub pochodnej logarytmicznej; dla wielkości mierzonych wielokrotnie obliczać błąd średni kwadratowy średniej arytmetycznej.
śruba mikrometryczna, waga techniczna, odważniki, stoper, zlewka.
właściwości sprężyste ciał stałych, prawo Hookea, moduł Younga, współczynnik Poissona, ruch harmoniczny prosty, drgania podłużne sprężyny obciążonej masą, przyspieszenie ziemskie, jego zależność od długości - szerokości geograficznej, równanie różniczkowe oscylatora harmonicznego, wahadło matematyczne.
Ćwiczenie 4
A. Metoda wagi torsyjnej.
A1. Zmierzyć długość boku ramki.
A2. Oczyścić ramkę w alkoholu lub w acetonie.
A3. Dokonać 10-krotnie pomiaru dla każdego rodzaju cieczy.
A4. Obliczyć napięcie powierzchniowe.
B. Metoda stalagmometru.
B1. Napełnić bańkę stalagmometru wodą destylowaną do określonej objętości.
B2. Pozwolić wypływać wodzie kroplami i policzyć ich ilość.
B3. Napełnić stalagmometr taką samą ilością innej cieczy.
B4. Pozwolić wypływać cieczy kroplami i policzyć ich ilość.
B5. Odczytać temperaturę otoczenia.
B6. Znaleźć w tablicach współczynnik napięcia powierzchniowego wody i gęstość w temperaturze otoczenia.
B7. Obliczyć współczynnik napięcia powierzchniowego cieczy.
B8. Przeprowadzić dyskusję błędu metodą różniczki zupełnej lub pochodnej logarytmicznej; dla wielkości mierzonych wielokrotnie obliczać błąd średni kwadratowy średniej arytmetycznej.
waga torsyjna, suwmiarka, zlewka, stalagmometr, termometr.
napięcie powierzchniowe (znaczenie siłowe i energetyczne), zależność napięcia powierzchniowego od temperatury, ciecze zwilżające i niezwilżające, menisk wklęsłyi wypukły, stalagmometr.
T. Dryński, „Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki” - A
H. Szydłowski, „Pracownia fizyczna” - A i B
1. Zważyć pustą zlewkę.
2. Zamknąć wylot rurki i napełnić naczynie wodą do poziomu po danego przez prowadzącego.
3. Zanotować temperaturę cieczy.
4. Podstawić zlewkę pod wylot rurki.
5. Otworzyć wylot rurki równocześnie włączając stoper i pozwolić, aby woda wypływała przez około 20-25 minut (lub wypełniła zlewkę).
6. Zamknąć wylot rurki i zatrzymać stoper. Odczytać czas wypływu ze stopera i końcowy poziom wody w naczyniu z rurką.
7. Zważyć zlewkę z wodą.
8. Korzystając z prawa Hagena - Poiseuill'a obliczyć współczynnik lepkości.
9. Powtórzyć pomiary dla innego poziomu cieczy.
Średnica rurki - (1,007 ± 0,001) mm;
długość rurki - (196,5 ± 0,5) mm;
wysokość h - (210 ± 2) mm.
Przeprowadzić dyskusję błędu metodą różniczki zupełnej lub pochodnej logarytmicznej lub różniczki zupełnej.
Uwaga. Używać tylko wody destylowanej!
naczynie z bocznym otworem i rurką włoskowatą, dwie zlewki, stoper.
ruch laminarny, ruch burzliwy (turbulentny), lepkość, współczynnik lepkości cieczy, liczba Reynoldsa, wzór Poiseuillea, równanie Bernoulliego.
A. Zawadzki, H. Hofmokl: „Laboratorium fizyczne”
T. Dryński: „Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki”
1. W miejsce jednego z okularów wstawić okular mikrometryczny.
2. Patrząc przez okular mikrometryczny ustawić go na ostre widzenie krzyża z „nici pajęczych”.
3. Położyć siatkę dyfrakcyjną na stoliku mikroskopu (wykorzystujemy siatkę dyfrakcyjną jako obiekt wzorcowy - odległość między dwoma liniami siatki 0,005 mm).
4. Ustawić mikroskop na ostre widzenie siatki.
5. Przeprowadzić cechowanie okularu mikrometrycznego tj.:
- obracając okular mikrometryczny ustawić go tak, aby krzyż z „nici pajęczych” poruszał się prostopadle do linii siatki dyfrakcyjnej;
- ustawić krzyż na dowolnie wybraną linię siatki i zanotować jego położenie;
- przesunąć krzyż o określoną ilość linii np. 20 lub 50 i zanotować położenie tej linii.
6. Obliczyć o ile został przesunięty krzyż.
7. Powtórzyć cechowanie okularu mikrometrycznego 5-krotnie.
8. Zdjąć siatkę ze stolika, położyć badany przedmiot.
9. Określić 5-krotnie rozmiary próbek wskazanych przez prowadzącego.
Przeprowadzić dyskusję błędu metodą różniczki zupełnej lub pochodnej logarytmicznej zakładając, że wartość stałej siatki dyfrakcyjnej nie jest obarczona błędem. Dla wielkości mierzonych wielokrotnie obliczać błąd średni kwadratowy średniej arytmetycznej.
mikroskop, siatka dyfrakcyjna, okular mikrometryczny.
budowa mikroskopu optycznego, bieg promieni świetlnych w mikroskopie, powiększenie, zdolność rozdzielcza mikroskopu, cechowanie okularu mikrometrycznego.
1. Położyć na stoliku mikroskopu otrzymaną od prowadzącego płytkę równoległościenną z dwiema rysami, jedną na górnej powierzchni, drugą na wprost pierwszej na dolnej powierzchni.
2. Nastawić mikroskop na ostre widzenie rysy górnej i odczytać położenie pokrętła ruchu drobnego1) mikroskopu.
3. Nastawić mikroskop na ostre widzenie rysy dolnej. Używać należy tylko pokrętła ruchu drobnego mikroskopu licząc ilość pełnych obrotów. Odczytać położenie pokrętła ruchu drobnego mikroskopu.
4. Obliczyć odległość pozornego obrazu rysy dolnej.
5. Powtórzyć czynności z punktów 2 do 4 pięciokrotnie.
6. Wyznaczyć 10 razy grubość płytki równoległościennej za pomocą śruby mikrometrycznej.
7. Obliczyć wartość średnią dla odległości pozornego obrazu oraz grubość płytki i współczynnik załamania światła badanego materiału.
8. Wykonać pomiary dla dwóch różnych powiększeń mikroskopu.
9. Powtórzyć czynności z punktów 1 do 8 dla drugiej płytki otrzymanej od prowadzącego.
Przeprowadzić dyskusję błędu metodą różniczki zupełnej lub pochodnej logarytmicznej; dla wielkości mierzonych wielokrotnie obliczać błąd średni kwadratowy średniej arytmetycznej. Porównać wartości współczynnika załamania światła i błędu dla obu powiększeń.
mikroskop, śruba mikrometryczna, płytki równoległościenne.
prawo załamania promieni świetlnych, powstawanie obrazu rzeczywistego i pozornego, współczynnik załamania światła, pozorna zmiana grubości.
1) Pokrętło ruchu drobnego ma podziałkę o 50 działkach, natomiast sąsiadujące pokrętło ruchu zgrubnego ma 4 równo od siebie rozmieszczone na obwodzie wskaźniki. Obrót pokrętła ruchu drobnego o jedną działkę daje przesunięcie stolika o 0,01 mm, a więc pełny obrót pokrętła ruchu drobnego przesuwa stolik o 0,5 mm.
...
ETI_sosnowiec