Механика и молекулярная физика
Косой удар о наклонную поверхность. Расчет скорости пули маятниками и вращающейся платформой. Момент инерции и радиус кривизны. Определение силы и коэффициентов трения. Колебания пружинного маятника. Поверхностное натяжение воды и вязкость жидкости.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | методичка |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.06.2015 |
| Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Необходимо, чтобы вода вытекала каплями. Тогда давление воздуха в баллоне и гидростатическое давление столба жидкости высотой h уравновесят атмосферное р давление т.е.
,
откуда следует
Так как h меняется медленно, причем изменение линейное, то в формулу (3) следует подставлять среднее значение
.(4)
С другой стороны, объем воздуха, прошедшего через капилляр, равен объему вытекающей воды, который легко определяется по формуле
.
Итак, следует измерить 4 величины: V, , h1 и h2. Затем найти по формуле (4) и из формулы (3).
.(5)
Остается вычислить , и d. Для этого нужно несколько преобразовать исходные формулы (1) и (2).
Учитывая, что
,
из формулы (2) находим
.(6)
Так как
,
то из формулы (1) имеем:
.(7)
Во всех формулах - радиус капилляра,- длина капилляра, S - площадь сечения сосуда с водой, =1000 кг/м3 - плотность воды, R = 8,31 Дж/мольК - универсальная газовая постоянная, k = 1,381023 Дж/К - постоянная Больцмана, = 0,029 кг/моль - молярная масса воздуха, g = 9,8 м/с2 - ускорение свободного падения,
T = (t+273)K
Оборудование: сосуд, частично заполненный водой, секундомер, термометр.
Рабочее задание: рассчитать среднюю длину свободного пробега и эффективный диаметр молекул воздуха.
Порядок выполнения работы
Рис. 3
1. Открыть кран К. Дождавшись, когда вода начнет вытекать каплями, включить секундомер и одновременно заметить уровень воды h1 в сосуде.
2. Когда уровень воды в сосуде уменьшится приблизительно на 1 см, одновременно закрыть кран и остановить секундомер.
3. Записать время вытекания и новый уровень h2 воды.
4. Измерить термометром температуру t и барометром атмосферное давление P.
Содержание отчета
Вычислить коэффициент вязкости по формуле (5). Вычислить среднюю длину свободного пробега по формуле (6). Вычислить эффективный диаметр молекул воздуха d по формуле (7).
Данные измерений и вычислений занести в таблицу:
|
h1,м |
h2, м |
, с |
Т, К |
Р, Па |
, кг/мс |
, м |
d, м |
|
Контрольные вопросы
1. Дать определение средней длины свободного пробега молекул.
2. Как зависит длина свободного пробега от температуры?
3. Как зависит длина свободного пробега при постоянной температуре от давления?
4. Что такое эффективный диаметр молекул?
5. Каким методом определяется средняя длина свободного пробега и эффективный диаметр молекул в данной работе?
6. Какие явления называются явлениями переноса?
7. Что такое вязкость или внутреннее трение?
Список использованных источников
1. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.1. Механика. Молекулярная физика. - СПб.: Лань, 2007. - 432 с. 352 с. Пар. 62,78-80.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Законы динамики вращательного движения и определение скорости полета пули. Расчет угла поворота и периода колебаний крутильно-баллистического маятника. Определение момента инерции маятника, прямопропорционального расстоянию от центра масс до оси качания.
контрольная работа [139,2 K], добавлен 24.10.2013Механика, ее разделы и абстракции, применяемые при изучении движений. Кинематика, динамика поступательного движения. Механическая энергия. Основные понятия механики жидкости, уравнение неразрывности. Молекулярная физика. Законы и процессы термодинамики.
презентация [2,0 M], добавлен 24.09.2013Методика косвенного измерения скорости полета пули с помощью баллистического маятника. Закон сохранения полной механической энергии. Определение скорости крутильных колебаний. Формула для расчета погрешности измерений. Учет измерения момента инерции.
лабораторная работа [53,2 K], добавлен 04.03.2013Свободные, вынужденные, параметрические и затухающие колебания, автоколебания. Понятие математического и пружинного маятника. Вывод формулы для расчета периода пружинного маятника. Механические колебания и волны. Циклическая частота и фаза колебания.
презентация [474,0 K], добавлен 12.09.2014Изучение кинематики и динамики поступательного движения на машине Атвуда. Изучение вращательного движения твердого тела. Определение момента инерции махового ко-леса и момента силы трения в опоре. Изучение физического маятника.
методичка [1,3 M], добавлен 10.03.2007Законы изменения и сохранения момента импульса и полной механической энергии системы. Измерение скорости пули с помощью баллистического маятника. Период колебаний физического маятника. Расчет погрешности прямых и косвенных измерений и вычислений.
лабораторная работа [39,7 K], добавлен 25.03.2013Постоянство потока массы, вязкость жидкости и закон трения. Изменение давления жидкости в зависимости от скорости. Сопротивление, испытываемое телом при движении в жидкой среде. Падение давления в вязкой жидкости. Эффект Магнуса: вращение тела.
реферат [37,9 K], добавлен 03.05.2011Исследование момента инерции системы физических тел с помощью маятника Обербека. Скорость падения физического тела. Направление вектора вращения крестовины маятника Обербека. Момент инерции крестовины с грузами. Значения абсолютных погрешностей.
доклад [23,1 K], добавлен 20.09.2011Определение реакций связей в точках, вызываемых действующими нагрузками. Определение главного вектора и главного момента системы относительно начала координат. Расчет скорости и ускорения точки в указанный момент времени; радиус кривизны траектории.
контрольная работа [293,6 K], добавлен 22.01.2013Определение коэффициентов трения качения и скольжения с помощью наклонного маятника. Изучение вращательного движения твердого тела. Сравнение измеренных и вычисленных моментов инерции. Определение момента инерции и проверка теоремы Гюйгенса–Штейнера.
лабораторная работа [456,5 K], добавлен 17.12.2010