Методичні рекомендації до підготовки І виконання лабораторних робіт курсантами денної та заочної форми навчання галузь знань

Вид материала

Содержание

0507 Електротехніка та електромеханіка
Після звільнення потерпілого від дії електричного струму необхідно викликати лікаря і зробити йому першу медичну допомогу (телеф
Опис експериментальної установки.
Теоретичні відомості
Теоретичні відомості
Опис експериментальної установки

Подобный материал:

1 2

Міністерство освіти і науки України

Херсонський державний морський інститут

Кафедра природничо-наукової підготовки

Верещака М.П.

Івченко В.В.

Колечинцева Т.С.

Лебедь О.М.

Фізика

частина 1

Методичні рекомендації до підготовки і виконання лабораторних робіт курсантами денної та заочної форми навчання

галузь знань	0701 Транспорт і транспортна інфраструктура 0507 Електротехніка та електромеханіка
напрям	6.070104 Морський та річковий транспорт 6.050702 Електромеханіка

Херсон 2010

Фізика (Частина 1). Методичні рекомендації до підготовки і виконання лабораторних робіт курсантами денної та заочної форми навчання / Укладачі: Верещака М.П., Івченко В.В., Колечинцева Т.С., Лебедь О.М. – Херсон.: ХДМІ, 2010. – 34c.

Рецензенти: Овдій В.М. кандидат фізико-математичних наук, доцент Херсонського державного Університету.

Методичні рекомендації розглянуто і ухвалено на засіданні кафедри природничо-наукової підготовки

(Протокол № 10 від « 15 » квітня 2010р.)

Методичні рекомендації погоджені з навчально-виховним відділом інституту.

Друкується за рішенням Вченої ради Херсонського державного інституту

(Протокол № 12 від « 10 » червня 2010р.)

Інструкція з техніки безпеки

під час роботи в лабораторії фізики

Будьте уважні і дисципліновані, точно виконуйте вказівки викладача.
Не починайте виконувати роботу без дозволу викладача .
Розміщуйте прилади , матеріали , обладнання на своєму робочому місці так, щоб запобігти падінню або перекиданню.
Перед виконанням роботи необхідно уважно вивчити її зміст і виконання.
Щоб запобігти падінню під час проведення дослідів, скляні посудини обережно закріплюйте в лапці штатива .
Під час проведення дослідів не допускайте граничних навантажень вимірювальних приладів . Працюючи з приладами із скла будьте обережні. Не виймайте термометри з пробірок із затверділою речовиною.
Стежте за справністю всіх кріплень у приладах і пристроях. Не доторкайтесь до обертових частин машин і не нахиляйтесь над ними .
Для складання експериментальних установок користуйтесь проводами з міцною ізоляцією та без видимих пошкоджень .
Складаючи електричне коло, уникайте перетину проводів, забороняється користуватися провідниками зі спрацьованою ізоляцією і вимикачами відкритого типу.
Джерела струму в електричне коло вмикайте в останню чергу . Складне коло вмикайте тільки після перевірки і дозволу викладача . Наявність напруги в колі перевіряйте тільки приладами або показниками напруги.
Не доторкайтесь до елементів кола , що не мають ізоляції і перебувають під напругою. Не виконуйте повторно з'єднань у колах і не замінюйте запобіжники до вимикання джерела електроживлення .
Стежте за тим ,щоб під час роботи випадково не доторкнутися до обертових частин електричних машин. Не виконуйте повторних з'єднань в електроколах машин до повної зупинки ротора машини .
Не доторкайтесь до корпусів стаціонарного електрообладнання затискачів відімкнутих конденсаторів.
Користуйтеся інструментом з ізолюючими ручками .
Після закінчення роботи від'єднайте джерело електроживлення , потім розберіть електричне коло .
Не залишайте робочого місця без дозволу викладача .
Виявивши несправність в електричних пристроях, що перебувають під напругою , негайно повідомте викладача .

Інструкція з протипожежної безпеки

При виникненні пожежі в інституті подається сигнал "пожежної тривоги" - переривчасті дзвінки протягом 30 секунд.
З подачею сигналу "пожежна тривога" навчальні заняття в інституті припиняються. Учні, викладачі і працівники навчального закладу з приміщень евакуюються, а особовий склад ланки пожежогасіння негайно приступає до ліквідації вогнища пожежі, наявними первинними засобами гасіння (вогнегасники , пісок , внутрішні пожежні крани й інше ), до прибуття пожежної команди .
Повідомлення про пожежу по телефону "101" повідомляється спокійно і чітко . При повідомленні необхідно : вказати місце пожежі, що горить і назвати своє прізвище . Докладне повідомлення про пожежу забезпечує швидке прибуття пожежної команди до місця пожежі і дозволяє їй заздалегідь визначити план своїх дій ,що є істотним у справі успішного гасіння .

Надання першої допомоги потерпілому

при нещасних випадках

У випадку дотику людини до струмоведучих частин і попадання його під напругу, необхідно звільнити його від дії електричного струму шляхом відключення електроустановки від джерела живлення, а при неможливості відключення - відтягнути його за одяг або застосувавши підручний ізоляційний матеріал.
Після звільнення потерпілого від дії електричного струму необхідно викликати лікаря і зробити йому першу медичну допомогу (телефон швидкої допомоги «103»).
Якщо потерпілий не знепритомнів, продовжує дихати й у нього нормально працює серце, варто укласти його, розстебнути одяг, забезпечити повний спокій до прибуття лікаря.
При відсутності в постраждалого дихання й пульсу необхідно зробити йому штучне дихання і непрямий (зовнішній) масаж серця. Під час медичної допомоги необхідно стежити за зіницями очей. Широкі зіниці вказують на різке погіршення кровообігу мозку. При такому стані необхідне негайно надавати допомогу.
Якщо в потерпілого відсутні дихання і пульс, то допомогу необхідно проводити в такому порядку:

укласти потерпілого на спину і під його голову підкласти валик зі згорнутого одягу;
розташуватися з лівої сторони від постраждалого, свою ліву руку підвести під його потилицю і відкинути його голову назад ;
відкрити потерпілому рот, звільнити його від слизу за допомогою марлі або носової хустки і, зробивши два-три глибоких вдихи, удмухувати через марлю або хустку повітря зі свого рота в рот потерпілого ;
звільнити рот і ніс потерпілого по закінченні вдмухування, щоб не заважати вільному видихові.

З появою перших слабких вдихів у потерпілого, варто робити штучний вдих у момент початку самостійного вдиху.
При поновленні у постраждалого самостійного дихання якийсь час варто продовжити штучне дихання до повного приведення потерпілого у свідомість або до прибуття лікаря.
Якщо у потерпілого відсутній пульс, необхідно проводити зовнішній масаж серця.
Надання допомоги не можна припиняти, навіть якщо потерпілий не подає ознак життя.
Необхідно вивчити прийоми надання першої допомоги при враженні електричним струмом і вміти застосовувати їх при необхідності.
При наданні допомоги потерпілому не дозволяється допускати охолодження його тіла.
Необхідно вміти надавати першу допомогу при опіках, тому що опік-це рана, у яку легко може потрапити інфекція.
Не слід зривати з обпаленого місця одяг і відривати прилиплу до рани білизну.
При опіку очей електричною дугою варто робити холодні примочки розчином борної кислоти.

Алгоритм виконання лабораторного заняття

1. Уважно продумайте мету роботи,

2. Вивчити і охарактеризувати вимірювальні прилади, якими будете користуватися:

визначте ціну поділки і розмір шкали,
знайдіть похибку вимірювань даним приладом.

3. Зробіть необхідні малюнки і креслення та заповніть таблиці,

4. Визначте закономірність процесів, які ви спостерігали,

5. Запишіть показники приладів; врахуйте, що ні один вимірювальний прилад не дає точного значення вимірювальної величини.

6. Зробіть необхідні розрахунки, користуючись законами, описуючими дані явища.

7. Зробіть висновок, визначте головне в спостереженнях та розрахунках.

Правила поводження

при виконанні лабораторного заняття

При виконанні лабораторних робіт дотримуйтесь техніки безпеки.
Дотримуватись правил техніки безпеки та безпеки життєдіяльності.
На заняття з'являтись вчасно без запізнень.
Слідкувати за зовнішнім виглядом, з'являтись на заняття у відповідній формі одягу;
Бути ввічливим, з повагою ставитись до викладачів, курсантів, технічного персоналу.
Адекватно реагувати на зауваження викладачів.
Дотримуватись нормативної лексики.
Дбайливо ставитись до майна кабінету

Лабораторне заняття № 1

Тема: Вивчення руху тіла в полі сили тяжіння.

Мета роботи: Вивчити закони руху тіла в полі сили тяжіння. Визначити прискорення вільного падіння тіла при русі тіла в полі тяжіння.

Прилади та обладнання: Дерев’яна рейка, стальна кулька, лінійка, секундомір.

Теоретичні відомості

Вільним падінням тіл називають рух тіл під дією тільки сил тяжіння. Наприкінці XVI століття знаменитий італійський учений Г. Галілей дослідним шляхом установив з доступної для того часу точністю, що під час відсутності опору повітря всі тіла падають на Землю рівноприскорене, і що в даній точці Землі прискорення всіх тіл при падінні одне й те саме. До цього протягом майже двох тисяч років, починаючи з Аристотеля, у науці було прийнято вважати, що важкі тіла падають на Землю швидше легших. Прискорення, з яким падають на Землю тіла, називається прискоренням вільного падіння. Вектор прискорення вільного падіння позначається символом g і спрямований по вертикалі в низ. У різних районах земної кулі, залежно від географічної широти й висоти над рівнем моря, числове значення g виявляється неоднаковим, змінюючись приблизно від 9,83 м/с на полюсах до 9,78 м/с² на екваторі. Звичайно, якщо в розрахунках не потрібна висока точність, то приймають числове значення g біля поверхні Землі рівним 9,8 м/с²або навіть 10 м/с².

При невеликих висотах падіння сталевої кульки, діаметром 2-3 см , можна практично вважати вільним , тому що в цьому випадку можна прийняти прискорення сили тяжіння постійним і опором повітря знехтувати.

У такому випадку падіння кульки буде відбуватися за законами рівноприскореного руху без початкової швидкості . Якщо кулька буде падати з деякої висоти h , то

де – h висота падіння кульки;

g - прискорення вільного падіння;

t - час падіння кульки.

Звідси

Ця формула є розрахунковою для визначення прискорення вільного падіння.

Опис експериментальної установки.

Установка складається з широкої лінійки довжиною 1м, вертикально підвішаної на нитці, яка може здійснювати коливання. До верхньої частини лінійки прив’язується на нитці сталева кулька, яка обмащена крейдою. Кулька відхиляє лінійку від положення рівноваги (рис. 1)

A A

h

B

Рис.1 Рис.2

Коли перепалити нитку, кулька почне рухатися вниз, а лінійка повертається до положення рівноваги. В результаті цього кулька знову доторкнеться до лінійки і залишить свій слід на ній.(рис.2).

За шкалою лінійки визначається відстань, яку пролетить кулька до зіткнення.

За час польоту кульки до зіткнення, лінійка зробила ¼ коливання. Тобто кулька пройде відстань АВ за час рівний ¼ періоду коливання лінійки.

Порядок виконання роботи

Змастити кульку крейдою і прив’язати її на нитці.
Перепалити нитку, яка утримує кульку.
Визначити шлях пройдений кулькою.
Визначити період коливання лінійки ( за 10 коливань).

Визначити час польоту кульки. ( t = 1/4Т).
Підставити дані у розрахункову формулу та визначити похибку експерименту.
Дослід виконати не менше 3-х разів, заносячи результати в таблицю 1.

Таблиця 1.

№	h	∆h	t	∆t	t²	g	∆g	ε_g
1
2
3
Середнє

Контрольні завдання

Варіант 1

1. Тіло випустили на висоті 50 м. Яку швидкість і висоту матиме тіло через 2 с?

2. Тіло кинули вертикально вгору з швидкістю 50 м/с. Яку швидкість і висоту матиме тіло через 6 с польоту?*Тертям повітря знехтувати.

3. На висоті h₁ = 100 м тіло, що вільно падає, мало швидкість v=20м/с. Чому дорівнюватиме швидкість тіла на висоті h₂ = 75 м?

4. Судно масою 1000 т рухаючись з швидкістю 10 вузлів зупинило двигуни. Через який час судно зупиниться? Яку відстань воно пройде до зупинки? Вважати, що судно після зупинки двигунів рухалося рівносповільнено з прискоренням 0,013 м/с².

Варіант 2

2 варіант

1. Вивести залежність прискорення вільного падіння g від висоти над поверхнею Землі.

2. Тіло, кинуте вертикально вгору з початковою швидкістю υ = 21м/с, було на половині свого найвищого підняття двічі. Визначити проміжок часу ∆t між цими двома моментами.

3. Координати матеріальної точки змінюються з часом за законами: x=4, y=3t, z=0. Встановити залежність пройденого шляху від часу. Який шлях пройде точка за проміжок часу від t = 0 до t = 5c?

4. Судно масою 6000т ввімкнувши хід рухається з прискоренням 0,02 м/с². Який шлях пройде судно до набуття швидкості 12 вузлів? Черещ який час судно матиме швидкість 12 вузлів?

Контрольні запитання

1. Який рух називається рівноприскореним?

2. Чому прискорення вільного падіння вважають частковим випадком рівноприскореного руху.

3. Як зміниться прискорення вільного падіння на Місяці (відносно Землі).

4. Вивести залежність прискорення вільного падіння g від висоти над поверхнею Землі.

5. Як визначається координата тіла при рівноприскореному русі?

Література

1. Кучерук І.М. та ін. Загальний курс фізики. Т.1 : Механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка. – К.: Техніка, 1999. – 536 с.

2. Зачек І.Р. та ін. Курс фізики: Навчальний підручник. – Львів.: «Бескит Біт», 2002. – 376 с.

3. Савельев И.В. Курс фізики: Учебник. В 3-х т. Т. 1: Механика. Молекулярная физика. – М.: Наука, 1989. – 352 с.

4. Дущенко В.П., Кучерук І.М. Загальна фізика: Фізичні основи механіки. Молекулярна фізика і термодинаміка: Підручник для вузів. – К.: Вища школа, 1993.–431с.

5. Гершензон Е.М., Малов Н.Н. Курс общей физики. Механика: Уч. Пособие. – М.: Просвещение, 1987. – 304 с.

6. Лабораторный практикум по физике: Уч. Пособие для вузов/Под ред. К.А. Барсукова. – М.: Высш. шк., 1988. – 351 с.

7. Майсова Н.Н. Практикум по курсу общей физики. – М.: Высш. шк.,1970.–448с.

8. Физический практикум : Механика и молекулярная физика //Под ред. В.И.Ивероновой. – М.: Высшая школа,1967.

9. Методичні вказівки до проведення лабораторних занять з дисципліни фізика / Укладачі: Бабічев С.А., Шарко О.В., Колечинцева Т.С., Лебедь О.М. – Херсон: ХДМІ, 2008 – 82 с.

Лабораторне заняття № 2

Тема: Вивчення руху тіл на похилій площині.

Мета роботи: Вивчення законів поступального й обертового руху тіл.

Визначення швидкості тіла при складному русі.

Прилади та обладнання: Похила площина, набір тіл правильної форми, сантиметрова стрічка, копіювальний папір.

Теоретичні відомості

Будь-який складний рух твердого тіла складається із простих рухів: поступального й обертального.

Поступальним рухом твердого тіла називається такий рух, при якому кожна лінія, що з'єднує дві будь-які точки тіла, зберігає свій незмінний напрямок у просторі.

Обертовим рухом твердого тіла називається такий рух, при якому траєкторії всіх точок тіла є концентричними колами із центром на одній прямій, яка називається віссю обертання.

У даній роботі ми використовуємо похилу площину, рух по який є складним.

Досліджуване тіло (куля, циліндр) у точці А має запас потенційної енергії mgh (рис. 3). У точці В тіло набуває кінетичну енергію поступального руху

mυ²/2

і обертового руху

Jω²/2.

де m – маса тіла;

g – прискорення вільного падіння;

h – висота похилої площини;

ω – кутова швидкість;

J – момент інерції тіла.

За законом збереження енергії

(1)

Рис. 3

У даній роботі швидкість υ тіла в точці В знаходять експериментальним шляхом і теоретично по формулі (1).

Визначення швидкості υ_т тіла теоретично можна зробити в такий спосіб.

З формули (1) і співвідношення ω= υ/R

(2)

R— радіус випробуваного тіла.

При обчисленні швидкості кулі варто брати момент інерції

для суцільного тіла – циліндра

Для тонкостінного порожнього циліндра

З формули (2), знаючи висоту похилої площини h, визначають швидкість υ_т тіла.

Експериментальне визначення швидкості проводять так. У точці В тіло має швидкість υ, що може бути представлена у вигляді двох компонентів υ_x і υ_y — швидкості в горизонтальному й вертикальному напрямках.

З малюнка

Відрізки х і у можуть бути визначені із законів поступального руху.

(3)

Blog

Методичні рекомендації до підготовки І виконання лабораторних робіт курсантами денної та заочної форми навчання галузь знань

Содержание