Режим тренировки Edu

Баллы скрыты. Решайте по частям: открывайте подсказки и ответ только когда застряли, отмечайте решённое.

Вам должна быть хорошо знакома формула для расчета сопротивления проводника

где - удельное сопротивление материала проводника, - его длина, - площадь поперечного сечения. Но в каком направлении измерять длину, а поперечное к чему сечение необходимо брать?

При выполнении данной работы вы должны продемонстрировать свое понимание этого вопроса. Вам предстоит измерять электрическое сопротивление слоя воды при протекании тока между спицами, вставленными в воду.

***Время от времени зачищайте спицы наждачной бумагой. После каждой серии экспериментов меняйте воду в мензурке. Не пропускайте большой ток через воду – это приводит к появлению в воде большого числа ионов, которые могут «испортить» результата ваших экспериментов.

Мультиметр используйте только в режиме вольтметра!***

Для измерения сопротивления используйте электрическую схему, показанную на рисунке. Здесь -

резистор с известным сопротивлением, - измеряемое сопротивление (спицы в мензурке с водой).

1.1 Запишите формулу, по которой вы будете рассчитывать неизвестное сопротивление в приведенной схеме. Укажите, какие величины вы будете измерять.

1.1 Измерьте зависимость сопротивления полоски картона от расстояния между контактами (скрепками). Постройте график полученной зависимости.
Рекомендуем передвигать только одну скрепку, оставляя вторую на месте.
Начинайте измерения с малых расстояний.

1.2 После того, как расстояние между скрепками стало максимальным посолите ее по всей длине – соли не жалейте. Измерьте сопротивление соленой полоски длиной

максимальной длины. После того, как вы насыпали соли, подождите несколько минут – дайте соли впитаться.

В этом пункте расстояние между контактами изменять не надо.

1.3 По полученным данным рассчитайте с максимальной точностью сопротивление одного сантиметра мокрой, но не соленой полоски.

1.4 Рассчитайте сопротивление одного сантиметра мокрой и соленой картонной полоски. Не забудьте оценить погрешности ваших результатов!

1.1 Пусть на конец одной из спиц действует некоторая вертикально направленная сила (например, сила тяжести). Найдите связь между этой силой и углом отклонения коромысла. Используйте основной параметр весов , а также геометрические параметры, определяющие положения равновесия коромысла без силы .

1.2 Предложите наиболее простой способ экспериментального измерения угла отклонения .

В дальней шей работе можете использовать несколько вариантов установок, не забывайте каждый раз их описывать. В остальном вам предоставляется полная свобода выбора!

Экспериментальная часть.

Часть 1. Градуировка и чувствительность.

Измерения провести для двух весов: 1) угол между спицами близок к прямому, 2) угол между спицами близок к развернутому. Обязательно укажите все параметры обоих весов!

  1. На конец одной из спиц постепенно подвешивайте грузы (скрепки). Измерьте зависимость угла отклонения коромысла от числа подвешенных скрепок.
  2. Постройте графики полученных зависимостей. Проведите сравнение с результатами ваших «теоретических измышлений».
  3. Определите чувствительность (отношение изменения угла отклонения к числу подвешенных скрепок) обоих весов.
  4. Укажите пределы измерения масс для обоих весов (в числе скрепок). Сделайте выводы о достоинствах и недостатках каждых весов.

Часть 2. Закон Архимеда.

К концам спиц на нитках привяжите два одинаковых гвоздя. Соберите такую конструкцию весов, чтобы при измерениях один из гвоздей частично погружался в воду в стаканчике. На одну из спиц (выбирайте самостоятельно) постепенно подвешивайте скрепки, так чтобы при этом гвоздь погружался в воду.

  1. Исследуйте зависимость силы Архимеда, действующей на гвоздь от глубины его погружения. Постройте график полученной зависимости (при необходимости можете проводить любые дополнительные измерения).
  2. Определите массу скрепки. Плотность воды считайте известной.

Часть 3. Поверхностное натяжение.

Алюминиевая проволочка Вам выдана, чтобы изгибать ее по своему усмотрению (но не ломать!). Если проволочка касается поверхности жидкости, то на нее действует сила поверхностного натяжения.

  1. Докажите экспериментально, что сила поверхностного натяжения пропорциональная длине линии разрыва.
  2. Определите коэффициент поверхностного натяжения воды.

2.1 Измерьте зависимость сопротивления между спицами от высоты налитой в мензурку воды. Постройте график полученной зависимости.

2.2 Нарисуйте схематически как, по вашему мнению протекает электрический ток через воду. Выскажите предположение о виде полученной зависимости , запишите ее в виде формулы, в которой могут быть некоторые параметры. Объясните ваше предположение.

2.3 На основании полученных экспериментальных данных обоснуйте ваше предположение, высказанное в п. 2.2 (обоснование можно провести с помощью иного графика!). Определите неизвестные параметры вашей предполагаемой зависимости.

2.1 Измерьте электрическое сопротивление полоски после ее закрепления на дне

Капните на щель немного воды, так, чтобы она покрыла ее. Насыпьте на щель горочку соли, так, чтобы она полностью накрыла щель.

2.2 Измерьте зависимость сопротивления между контактами от времени (не мене 20 минут).

2.3 Постройте график полученной зависимости. Качественно объясните его поведение.

При диффузии, расстояние , на которое смещаются диффундирующие частицы (в данном случае – ионы соли) связано со временем приближенным уравнением

2.4 Проверьте выполнимость этого закона в проведенном вами эксперименте. Оцените коэффициент диффузии соли .

Здесь можно обойтись без оценки погрешности.

2.1 Измерьте зависимость показаний динамометра от угла закрутки.

2.2 Проведите аналогичные измерения для трех грузов.

2.3 Проверьте выполнимость формулы Л. Эйлера в обоих случаях.

2.4 Определите по этим данным значения коэффициента трения.

3.1 Измерьте зависимость сопротивления между спицами от расстояния между концами спиц (которое можно измерять по вертикали) Постройте график полученной зависимости.

3.2 Нарисуйте схематически как, по вашему мнению протекает электрический ток через воду в этом случае. Выскажите предположение о виде полученной зависимости , запишите ее в виде формулы, в которой могут быть некоторые параметры. Объясните ваше предположение.

Возможно, что ваша формула будет приблизительно описывать полученную зависимость только в каком то интервале расстояний . Объясните возможные причины отклонений результатов измерений от предсказанной вами зависимости.

3.3 На основании полученных экспериментальных данных обоснуйте ваше предположение, высказанное в п. 3.2. Определите неизвестные параметры вашей предполагаемой зависимости.

3.1 Рассчитайте среднее значение коэффициента трения нити об иголку по всем своим измерениям.

11 класс. Взвесим все!

Теория весов не так проста и очевидна, как кажется на на первый взгляд.! Конечно, основой является прави ли рычага, сформулированное еще Архимедом, но и конце 19 века Д.И. Менделеев строил теорию рычажных весов. Вам также предстоит разработать свою собственную теорию, проверить ее на практике и провести ряд различных измерений.

Приборы и оборудование: штатив, ластик, две спицы длиной 30 см, подставка (кусочек фанеры или пластика), 2 линейки 40 см, кусок пластилина, 10 канцелярских скрепок, стакан с водой, гвоздь 100 мм, нитки, кусок алюминиевое проволоки 15 см, два кольцевых магнита, штангенциркуль (один на всех).

Основа вашей работы – самодельные весы, которые вам предстоит раработать самостоятельно.

Воткните две спицы симметрично в ластик, так чтобы они держались прочно в нем – это коромысло ваших весов. В лапке штатива зажмите вертикально упор – небольшую пластинку. Поставьте на него ластик со спицами – убедитесь, что весы устойчиво (с колебаниями) удерживаются на упоре. На концы спиц вы можете подвешивать нужные вам предметы. Измерительную линейку следует располагать на столе с помощью пластилина (можно и под небольшим углом к вертикали). Прикрепляя к спице кусочек пластилина Вы можете добиваться нужного вам положения равновесия.

Часть Теоретическая (тоже оценивается!)

Даже если вы ее не выполните – продолжайте работу – используйте собственные градуировочные графики.

Коромысло весов в теории можно заменить на материальную точку некоторой массы ,

находящейся на расстоянии от точки подвеса, их произведение мы назовем основным параметром весов, он заранее не известен, но определяет моменты сил, возникающие при отклонении весов от положения равновесия на некоторый угол - который является основной измеряемой величиной.

Примечания

  1. 1. , Всвоихизмерениямыиспользовалистабилизированныйисточникпоэтомуданныеприведенытолькодля напряжения U , расчеты проведены по формуле (2). x