Zakończenie praca laboratoryjna badanie prawa zachowania energii mechanicznej. Badanie prawa zachowania energii mechanicznej Prace laboratoryjne 5 studiowanie prawa zachowania energii

Laboratorium nr 13

Badanie prawa zachowania energii mechanicznej

Praca laboratoryjna „Badanie prawa zachowania energii mechanicznej”

Praca laboratoryjna nr 7 „Badanie prawa zachowania energii mechanicznej”

Przebieg prac laboratoryjnych 5. Poznanie zasady zachowania energii mechanicznej

Dom › Miłość i związki › Zakończenie praca laboratoryjna badanie prawa zachowania energii mechanicznej. Badanie prawa zachowania energii mechanicznej Prace laboratoryjne 5 studiowanie prawa zachowania energii

Państwowy Uniwersytet Techniczny Lotnictwa Ufa

(w fizyce)

Wydział: IRT

Grupa: T28-120

Ukończone przez: Dymov V.V.

Sprawdzone:

1. Cel pracy: Badanie prawa zachowania energii mechanicznej i weryfikacja jego ważności za pomocą wahadła Maxwella.

2. Przyrządy i akcesoria: Wahadło Maxwella.

Baza

Regulowany spód

Kolumna, podziałka mm

Naprawiono wspornik dolny

Ruchomy wspornik

Elektromagnes

Czujnik fotoelektryczny nr 1

Pokrętło do regulacji długości bifilarnego zawieszenia wahadła

Czujnik fotoelektryczny #2

Pierścienie zamienne
Zegarek milisekundowy

3. Tabela z wynikami pomiarów i obliczeń

3.1 Wyniki pomiarów

t, sek

m, kg

h maks , m

t cp , Z

J, kg*m 2

a, SM 2

t 1 =2,185

t 2 =3,163

t 3 =2,167

m d =0,124

m o =0,033

m do =0,258

h maks =0,4025

t Poślubić =2,1717

t Poślubić =2,171±0,008

J=7,368*10 -4

a= 0,1707

a=0,1707±0,001

3.2 Wyniki eksperymentalne

№ doświadczenie	t, sek	h, m	mi n , J	mi n , J	mi k , J	mi k , J
	t’=1,55	h’=0,205	mi n ’=0,8337	mi n ’=2,813810* -2	mi k ’= 1,288
	t’’= 0	h’’=0,4025	mi n ’’= 2,121 6		mi k ’’= 0
	t’ ’ ’=2,1717	h’ ’ ’=0	mi n ’’’=0		mi k ’’ ’ = 2,12 19

4. Obliczanie wyników pomiarów i błędów

4.1. Bezpośredni pomiar czasu pełnego opadania wahadła

t 1 =2,185c.

t 2 =3,163c.

t 3 =2,167c.

4.2. Obliczenie średniego całkowitego czasu upadku

4.3. Obliczanie przyspieszenia ruchu postępowego wahadła

l\u003d 0,465 m - długość nici

R=0,0525m– promień pierścienia

h= l- R-0,01m=0,4025m- droga, po której wahadło opada

4.4. Obliczanie wysokości wahadła w chwili czasu t’

;

;
;

w’ jest prędkością ruchu translacyjnego w danej chwili t’

- prędkość ruchu obrotowego osi wahadła w danym momencie czasu t’

r=0,0045m jest promieniem osi wahadła

4.5. Obliczanie momentu bezwładności wahadła

J 0 – moment bezwładności osi wahadła

m 0 =0,033 kg – ciężar osi wahadła

D 0 =
– średnica osi wahadło

J d – moment bezwładności dysku

m d =0,124kg – masa dysku

D d =
– średnica dysku

J do – moment bezwładności pierścienia ozdobnego

m do =0,258kg – waga pierścienia wykończeniowego

D do =0,11m -średnica pierścienia ozdobnego

4.6. Obliczanie energii potencjalnej wahadła względem osi przechodzącej wzdłuż tej osi

wahadło, w pozycji na raz t’

4.7. Obliczanie energii kinetycznej wahadła w danej chwili t’

-energia kinetyczna ruchu postępowego

- energia kinetyczna ruchu obrotowego

4.8. Obliczanie błędu pomiarów bezpośrednich

4.9. Obliczanie błędów pomiarów pośrednich

5. Wyniki końcowe:

Całkowita energia mechaniczna wahadła w pewnym momencie jest równa mi= mi n + mi k

Dla doświadczenia nr 1: mi’= mi n ’+ mi k '=0,8337J+1,288J=2,1217J

Dla doświadczenia nr 2: mi’’= mi n ’’+ mi k ''=2,1216J+0=2,1216J

Dla doświadczenia nr 3: mi’’’= mi n ’’’+ mi k '''=0+2,1219J=2,1219J

Z tych eksperymentów wynika, że
(różnica w 10 -3 J ze względu na niedoskonałość przyrządów pomiarowych), zatem prawo zachowania całkowitej energii mechanicznej jest poprawne.

Wybrany dokument do wyświetlenia Laboratorium 2.docx

Liceum MBOU r.p. Łazariew Nikołajew rejon Terytorium Chabarowskie
Ukończone przez: nauczyciel fizyki T.A. Knyazeva

Praca laboratoryjna nr 2. klasa 10

Badanie prawa zachowania energii mechanicznej.

cel pracy: naucz się mierzyć energię potencjalną ciała uniesionego nad ziemią i sprężyny odkształconej elastycznie, porównaj dwie wartości energii potencjalnej układu.

Sprzęt: statyw ze sprzęgłem i stopką, dynamometr laboratoryjny z zamkiem, taśma miernicza, odważnik na nitce o długości ok. 25 cm.

Określamy wagę piłki F 1 \u003d 1 N.

Odległość l od haka dynamometru do środka ciężkości piłki wynosi 40 cm.

Maksymalne wydłużenie sprężyny l \u003d 5 cm.

Siła F \u003d 20 N, F / 2 \u003d 10 N.

Wysokość upadku h = l + l =40+5=45cm=0,45m.

mi p1 \u003d fa 1 x (l + l) \u003d 1Hx0,45m \u003d 0,45J.

mi p2 \u003d F / 2x L \u003d 10Nx0,05m \u003d 0,5J.

Wyniki pomiarów i obliczeń zostaną wpisane do tabeli:

Skorzystaj z rabatów do 50% na kursy Infourok

BADANIE PRAWA ZACHOWANIA ENERGII MECHANICZNEJ

Cel: eksperymentalnie ustalić, że całkowita energia mechaniczna układu zamkniętego pozostaje niezmieniona, jeśli między ciałami działają tylko siły grawitacyjne i sprężyste.

Ekwipunek: urządzenie do demonstrowania niezależności działania sił; wagi, odważniki, linijka miernicza; pion; papier biały i kalka; statyw do prac frontowych.

Konfiguracja eksperymentu jest pokazana na rysunku. Kiedy pręt A odchyla się od położenia pionowego, kula na jego końcu unosi się na pewną wysokość h względem poziomu początkowego. W tym przypadku układ oddziałujących ze sobą ciał „Ziemia-kula” uzyskuje dodatkowy zapas energii potencjalnej ? mi p = mgh .

Puszczony pręt powróci do pozycji pionowej, gdzie zostanie zatrzymany przez specjalny ogranicznik. Biorąc pod uwagę, że siła tarcia jest bardzo mała, można przyjąć, że podczas ruchu pręta na kulkę działają tylko siły grawitacyjne i sprężyste. Na podstawie zasady zachowania energii mechanicznej można oczekiwać, że energia kinetyczna piłki w momencie przejścia przez pozycję początkową będzie równa zmianie jej energii potencjalnej:

Obliczając energię kinetyczną piłki i zmianę jej energii potencjalnej oraz porównując otrzymane wyniki, można eksperymentalnie zweryfikować prawo zachowania energii mechanicznej. Aby obliczyć zmianę energii potencjalnej piłki, musisz wyznaczyć jej masę m na wadze i zmierzyć wysokość h wzniesienia piłki za pomocą linijki.

Aby określić energię kinetyczną piłki, należy zmierzyć moduł jej prędkości?. Aby to zrobić, urządzenie mocuje się nad powierzchnią stołu, pręt z kulką przesuwa się w bok na wysokość H + h, a następnie puszcza. Kiedy pręt uderza w ogranicznik, piłka zeskakuje z pręta.

Prędkość piłki podczas spadania zmienia się, ale pozioma składowa prędkości pozostaje niezmieniona i równa wartości bezwzględnej prędkości? kulka w momencie uderzenia pręta o ogranicznik. Więc prędkość? kulkę w momencie upadku z pręta można wyznaczyć z wyrażenia

V \u003d l / t, gdzie l to zasięg piłki, t to czas jej upadku.

Czas t swobodnego spadania z wysokości H (patrz rys. 1) jest więc równy:

V \u003d l / v 2H / g. Znając masę piłki, możesz znaleźć jej energię kinetyczną: E k \u003d mv 2 / 2 i porównać ją z energią potencjalną.

Porządek pracy

1. Zamocuj urządzenie na statywie na wysokości 20-30 cm nad stołem, jak pokazano na rysunku. Umieść piłkę z otworem na pręcie i wykonaj wstępny eksperyment. Na miejscu katastrofy
piłkę, przyklej arkusz białego papieru i przykryj go arkuszem kalki maszynowej.

3. Zakładając kulkę z powrotem na pręt, przesuń pręt na bok, zmierz wysokość piłki h w stosunku do poziomu początkowego i puść pręt. Po wyjęciu arkusza kalki określ odległość l między punktem na stole pod piłką w jej początkowym położeniu, wyznaczonym przez pion, a oznaczeniem na kartce papieru w miejscu, w którym spadła piłka.

4. Zmierz wysokość piłki nad stołem w pozycji wyjściowej. Zważ piłkę i oblicz zmianę jej energii potencjalnej? E p i energia kinetyczna Ek w chwili przejścia piłki przez położenie równowagi.

5. Powtórz doświadczenie dla pozostałych dwóch wysokości h i wykonaj pomiary oraz obliczenia. Zapisz wyniki w tabeli.

7. Porównaj wartości zmian energii potencjalnej piłki z jej energią kinetyczną i wyciągnij wniosek o wynikach swojego doświadczenia

Reshebnik z fizyki dla klasy 9 (I.K. Kikoin, A.K. Kikoin, 1999),
zadanie №7
do rozdziału " PRACE LABORATORYJNE».

zmierzenie; 3) ładunek z zestawu mechaniki; masa ładunku wynosi (0,100 ±0,002) kg.

Materiały: 1) ustalacz;

2) statyw ze sprzęgłem i stopką.

a energia sprężyny, gdy jest odkształcona, wzrasta o

Porządek pracy

PRACE LABORATORYJNE> liczba 7

Cel pracy: porównanie dwóch wielkości - spadku energii potencjalnej ciała przyczepionego do sprężyny podczas jej opadania oraz wzrostu energii potencjalnej rozciągniętej sprężyny.

1) dynamometr o sztywności sprężyny 40 N/m; 2) władca

Zmierzenie; 3) ładunek z zestawu mechaniki; masa ładunku wynosi (0,100 ±0,002) kg.

Materiały: 1) ustalacz;

2) statyw ze sprzęgłem i stopką.

Do pracy wykorzystywana jest instalacja pokazana na rysunku 180. Jest to hamownia zamontowana na statywie z blokadą 1.

Sprężyna dynamometru zakończona jest walcówką z hakiem. Zatrzask (w powiększeniu pokazany oddzielnie - oznaczony cyfrą 2) to jasna płytka korkowa (o wymiarach 5 X 7 X 1,5 mm), przecięta nożem do środka. Jest on montowany na walcówce dynamometru. Element ustalający powinien poruszać się wzdłuż pręta z niewielkim tarciem, ale tarcie musi być wystarczające, aby element ustalający nie spadł samoczynnie. Musisz się o tym przekonać przed rozpoczęciem pracy. Aby to zrobić, zatrzask jest zainstalowany na dolnej krawędzi skali na wsporniku ograniczającym. Następnie rozciągnij i zwolnij.

Zatrzask wraz z walcówką powinien unieść się do góry, wyznaczając maksymalne wydłużenie sprężyny, równe odległości od ogranicznika do zapadki.

Jeżeli podniesiemy ładunek zawieszony na haku dynamometru tak, aby sprężyna nie była napięta, to energia potencjalna ładunku względem np. powierzchni stołu jest równa mgH. Gdy ładunek spadnie (obniżając się do odległości x = h), energia potencjalna ładunku zmniejszy się o

A energia sprężyny, gdy jest odkształcona, wzrasta o

Porządek pracy

1. Mocno przymocuj obciążnik z zestawu mechanicznego do haka dynamometru.

2. Podnieś ładunek ręcznie, zwalniając sprężynę i zamontuj zatrzask na dole wspornika.

3. Zwolnij ładunek. Gdy ciężar spada, rozciąga się sprężyna. Zdejmij obciążenie i na podstawie położenia zatrzasku zmierz maksymalne wydłużenie x sprężyny za pomocą linijki.

4. Powtórz doświadczenie pięć razy.

6. Wpisz wyniki do tabeli:

7. Porównaj stosunek

Z jednością i wyciągnij wniosek na temat błędu, z jakim przetestowano prawo zachowania energii.

Prawo zachowania energii mechanicznej. Całkowita energia mechaniczna zamkniętego układu ciał oddziałujących z siłami grawitacyjnymi lub siłami sprężystymi pozostaje niezmieniona podczas wszelkich ruchów ciał układu

Rozważmy takie ciało (w naszym przypadku dźwignię). Działają na nią dwie siły: ciężar ładunków P i siła F (sprężystość sprężyny dynamometru), dzięki czemu dźwignia jest w równowadze, a momenty tych sił muszą być sobie równe w wartościach bezwzględnych. Wartości bezwzględne momentów sił F i P zostaną określone odpowiednio:

Rozważ ciężar przymocowany do elastycznej sprężyny w sposób pokazany na rysunku. Najpierw trzymamy ciało w pozycji 1, sprężyna nie jest rozciągnięta, a siła sprężystości działająca na ciało jest równa zeru. Następnie puszczamy ciało i opada ono pod działaniem grawitacji do położenia 2, w którym siła grawitacji jest w pełni kompensowana przez siłę sprężystości sprężyny, gdy rozciąga się ona o h (ciało w tym momencie spoczywa) .

Rozważ zmianę energii potencjalnej układu, gdy ciało porusza się z pozycji 1 do pozycji 2. Podczas przemieszczania się z pozycji 1 do pozycji 2 energia potencjalna ciała zmniejsza się o mgh, a energia potencjalna sprężyny wzrasta o

Celem tej pracy jest porównanie tych dwóch wielkości. Przyrządy pomiarowe: dynamometr o znanej z góry sztywności sprężyny 40 N/m, linijka, odważnik z zestawu mechaniki.

F t =mg

F były

h = l + ∆l

MI" P = mg (l + ∆l)

MI" P = F były ∆l/2

1. Zmontować instalację pokazaną na rysunku.

2. Przywiąż ładunek na nici do haka dynamometru (długość nici 12-15 cm). Zamocuj dynamometr w uchwycie statywu na takiej wysokości, aby ciężar podniesiony do haka po upuszczeniu nie dosięgnął stołu.

3. Po podniesieniu ciężarka tak, aby nić zwisała, zamontuj zacisk na pręcie dynamometru w pobliżu wspornika ograniczającego.

4. Podnieś ładunek prawie do haka dynamometru i zmierz wysokość ładunku nad stołem (wygodnie jest zmierzyć wysokość, na której znajduje się dolna krawędź ładunku).

9. Porównaj otrzymany stosunek z jednostką i zapisz wniosek w zeszycie do pracy laboratoryjnej; wskaż, jakie przemiany energii zaszły, gdy ładunek przesuwał się w dół.

Mandaty policji drogowej za przekroczenie prędkości 2018 Tabela mandatów za przekroczenie prędkości. Warunki płatności. Jak zapłacić mandat za przekroczenie prędkości z 50% zniżką Jak odwołać się od mandatu za przekroczenie prędkości. Sprawdzanie i opłacanie mandatów policji drogowej Sprawdzamy informacje o mandatach, proszę poczekać kilka sekund Przyspieszenie od 20 […]
Ustawa federalna o zasiłkach opiekuńczych na dziecko do lat 15 Abonament - 2018 OD 1 KWIETNIA OTWARTY JEST SPÓŁKA ABONAMENTOWA NA II PÓŁROCZE 2018 ROKU. CENA ZA GAZETĘ REGIONALNĄ „NA HONOR HLEBOROWEJ” NIE ZMIENIŁA SIĘ – 325 RUB. 50 COP.Ogólnorosyjska dekada subskrypcji odbędzie się od 10 do 20 maja. W piątek 11 maja i czwartek 17 maja Solntsevsky […]

Instytucja autonomiczna

kształcenie zawodowe

Chanty-Mansyjski Okręg Autonomiczny - Jugra

„KOLEGIA POLITECHNICZNA SURGUT”

Kuzmaul Maria Sergeevna, nauczyciel fizyki

Temat lekcji: Praca laboratoryjna nr 3 " Badanie prawa zachowania energii mechanicznej.

Rodzaj lekcji: laboratoryjno-praktyczny

Przyjęcia: „Logbook”, wyjaśniający i ilustrujący, algorytmizacja.

Cel lekcji: studiować prawo zachowania energii w trakcie pracy praktycznej

Cele Lekcji:

Edukacyjny:

uczyć, jak używać instrumentów i dokonywać odczytów z instrumentów

uczyć, jak mierzyć energię potencjalną ciała uniesionego nad ziemią i zdeformowanej sprężyny; porównaj dwie wartości energii potencjalnej układu.

Rozwój:

rozwój myślenia uczniów, kształtowanie własnego zdobywania i stosowania wiedzy, obserwacja i wyjaśnianie zjawisk fizycznych;

rozwój umiejętności analizowania i wyciągania wniosków na podstawie danych eksperymentalnych.

Edukacyjny:

zachęcać uczniów do pokonywania trudności w procesie aktywności umysłowej, zachęcać do tolerancji i kolektywizmu;

kształtowanie zainteresowań poznawczych fizyką i techniką.

Formy organizacji zajęć edukacyjnych: czołowy; indywidualny; Grupa.

Oczekiwany efekt lekcji:

W wyniku działań edukacyjnych, na zaplanowanej lekcji uczniowie powinni:

Aby utrwalić wiedzę na temat „Prawo zachowania energii i jego zastosowanie”.

Wykazać się umiejętnością pracy indywidualnej, grupowej;

Doskonalenie wcześniej nabytych umiejętności i zdolności podczas eksperymentu poprzez wykorzystanie przyrządów fizycznych i przyrządów pomiarowych do pomiaru wielkości fizycznych: siły tarcia, masy ciała.

Rozwiń umiejętność analizy, sporządzenia raportu z wykonanej pracy i wyciągnięcia wniosku na podstawie wyniku.

UMK: rzutnik multimedialny, statyw ze sprzęgłem i stopką; dynamometr laboratoryjny; linijka; obciążenie masą m na nitkę o długości l, opisy prac laboratoryjnych.

Plan lekcji:

1. Moment organizacyjny - 2 minuty(Tytuł tytułu, cele)

2. Aktualizacja - 8 min

Sprawdzanie d/s – badanie czołowe – 3 min.

Co to jest energia potencjalna? Jej typy?

Co to jest energia kinetyczna?

Co to jest całkowita energia mechaniczna?

Wymień prawo zachowania energii mechanicznej.

Recepcja „Dziennik pokładowy” – wypełnienie rubryki, którą znam! (Dyskusja grupowa) - 5min

3. Wykonywanie prac laboratoryjnych - 50 minut

Przeprowadzanie odpraw bezpieczeństwa;

Badanie l / r (w celu zapoznania uczniów z instrumentami, zwróć uwagę na kolejność pracy).

rejestracja prac uczniów w zeszytach: temat, cel, wyposażenie, kolejność prac.

wykonywania pracy przez uczniów, nauczyciel kontroluje pracę w grupach.

Analiza i wnioski dotyczące pracy.

4. Mocowanie - 10 minut.

Uczniowie indywidualnie odpowiadają na pytania.

5. Refleksja. - 8 min.

Wróć do celu lekcji: dyskusja, jak siła tarcia zależy od ciężaru ciała?

Wypełnianie dziennika.

Pytania do grup:

„Kto myśli, że aktywnie pracował na lekcji? Podnieście ręce”

Uważasz, że osiągnąłeś właściwy wynik?

6. Praca domowa: naucz się § - 2 minuty.

Laboratorium nr 3 Załącznik 1.

Motyw: Badanie prawa zachowania energii mechanicznej.

Cel: nauczyć się mierzyć energię potencjalną ciała uniesionego nad ziemią i zdeformowanej sprężyny; porównaj dwie wartości energii potencjalnej układu..

Ekwipunek: statyw ze sprzęgłem i stopką; dynamometr laboratoryjny; linijka; obciążenie ciężarem m na nici długości l.

Część teoretyczna

Doświadczenie przeprowadza się z obciążnikiem przymocowanym do jednego końca sznurka o długości l. Drugi koniec nici jest przywiązany do haka dynamometru. Jeśli ładunek zostanie podniesiony, wówczas sprężyna dynamometru staje się nieodkształcona, a wskazówka dynamometru wskazuje zero, podczas gdy energia potencjalna ładunku wynika wyłącznie z grawitacji. Ciężar zostaje uwolniony i opada rozciągając sprężynę. Jeśli punkt zerowy energii potencjalnej oddziaływania ciała z Ziemią zostanie przyjęty jako dolny punkt, który osiąga, gdy spada, to oczywiste jest, że energia potencjalna ciała w polu grawitacyjnym zamienia się w potencjalną energia odkształcenia sprężyny dynamometru:
mg (l+Δl) = kΔl 2 /2 , gdzie Δl- maksymalne rozciągnięcie sprężyny, k- jego sztywność.

Trudność eksperymentu polega na dokładnym określeniu maksymalnego odkształcenia sprężyny, ponieważ ciało porusza się szybko.

Instrukcje do pracy

Aby wykonać pracę, instalacja pokazana na rysunku jest zmontowana. Dynamometr jest zamocowany w stopce statywu.

1. Przywiąż ciężarek do nitki, przywiąż drugi koniec nici do haka dynamometru i zmierz masę ciężarka F t = mg(w tym przypadku ciężar ładunku jest równy jego grawitacji).

2. Zmierz długość l nitka, na której zawiązany jest ładunek.

3. Podnieś ładunek do punktu 0 (zaznaczonego na dynamometrze).

4. Zwolnij obciążenie, zmierz maksymalną siłę sprężystości za pomocą dynamometru F ynp i maksymalne rozciągnięcie sprężyny linijki Δl, licząc od zera na dynamometrze.

5. Oblicz wysokość, z której spada ładunek: h = l + ∆l(jest to wysokość, o jaką przesuwa się środek ciężkości ładunku).

6. Oblicz energię potencjalną podniesionego ładunku MI" P = mg (l + ∆l).

7. Oblicz energię odkształconej sprężyny MI" P = kΔl 2 /2, gdzie k = F były /Δl

Podstawiając, wyrażenie na k w formule energetycznej MI" P dostajemy MI" P = ;F były ∆l/2

8. Zapisz wyniki pomiarów i obliczeń w tabeli.

9. Porównaj wartości energetyczne MI" P oraz MI" P. Zastanów się, dlaczego wartości tych energii nie pasują dokładnie.

10. Wyciągnij wnioski na temat wykonanej pracy.

Przebieg prac laboratoryjnych 5. Poznanie zasady zachowania energii mechanicznej

1. Zmontować instalację pokazaną na rysunku.

3. Po podniesieniu ciężarka tak, aby nić zwisała, zamontuj zacisk na pręcie dynamometru w pobliżu wspornika ograniczającego.

4. Podnieś ładunek prawie do haka dynamometru i zmierz wysokość ładunku nad stołem (wygodnie jest zmierzyć wysokość, na której znajduje się dolna krawędź ładunku).

5. Zwolnij ładunek bez pchania. Spadając, ładunek rozciągnie sprężynę, a zatrzask przesunie się w górę pręta. Następnie napinając sprężynę ręcznie tak, aby zatrzask znalazł się na wsporniku ograniczającym, zmierz i

6. Oblicz: a) wagę ładunku; b) wzrost energii potencjalnej sprężyny c) spadek energii potencjalnej ładunku .

7. Wyniki pomiarów i obliczeń zapisuj w tabeli umieszczonej w zeszytach do pracy laboratoryjnej.

8. Znajdź wartość współczynnika .

9. Porównaj otrzymany stosunek z jednostką i zapisz wniosek w zeszycie do pracy laboratoryjnej; wskaż, jakie przemiany energii zaszły, gdy ładunek przesuwał się w dół.

Prace laboratoryjne. 2014

Popularne w kategorii: