Методичні рекомендації до підготовки І виконання лабораторних робіт курсантами денної та студентами




Скачати 411.23 Kb.
НазваМетодичні рекомендації до підготовки І виконання лабораторних робіт курсантами денної та студентами
Сторінка1/3
Дата конвертації28.02.2014
Розмір411.23 Kb.
ТипМетодичні рекомендації
skaz.com.ua > Фізика > Методичні рекомендації
  1   2   3
Міністерство освіти і науки України

ВНЗ «Херсонський державний морський інститут»

Кафедра природничо-наукової підготовки


Реєстр _________

Шифр _________
Методичні рекомендації

до підготовки і виконання лабораторних робіт

курсантами денної та студентами

заочної форм навчання

з дисципліни Фізика

(частина 2)

Верещака М.П.

Івченко В.В.

Колечинцева Т.С.

Лебедь О.М.



галузь знань

0701 Транспорт і транспортна інфраструктура

^ 0507 Електротехніка та електромеханіка

напрям

підготовки

6.070104 Морський та річковий транспорт

6.050702 Електромеханіка


Херсон 2011
Методичні рекомендації до підготовки і виконання лабораторних робіт курсантами денної та студентами заочної форм навчання з дисципліни фізика (частина 1) / Укладачі: Верещака М.П., Івченко В.В., Колечинцева Т.С., Лебедь О.М. – Херсон.: ХДМІ, 2011. – 36 c.
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.)
Завідувач кафедри ______ Бабійчук А.М.

природничо-наукової підготовки
Схвалено навчально-методичним відділом інституту

Начальник навчально-методичного ____ Черненко В.В.

відділу
Друкується за рішенням Вченої ради Херсонського державного інституту

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

Інструкція з техніки безпеки

під час роботи в лабораторії фізики


  1. Будьте уважні і дисципліновані, точно виконуйте вказівки викладача.

  2. Не починайте виконувати роботу без дозволу викладача .

  3. Розміщуйте прилади , матеріали , обладнання на своєму робочому місці так, щоб запобігти падінню або перекиданню.

  4. Перед виконанням роботи необхідно уважно вивчити її зміст і виконання.

  5. Щоб запобігти падінню під час проведення дослідів, скляні посудини обережно закріплюйте в лапці штатива .

  6. 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.

  7. Стежте за справністю всіх кріплень у приладах і пристроях. Не доторкайтесь до обертових частин машин і не нахиляйтесь над ними .

  8. Для складання експериментальних установок користуйтесь проводами з міцною ізоляцією та без видимих пошкоджень .

  9. Складаючи електричне коло, уникайте перетину проводів, забороняється користуватися провідниками зі спрацьованою ізоляцією і вимикачами відкритого типу.

  10. 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.

  11. 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 .

  12. 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 .

  13. Не доторкайтесь до корпусів стаціонарного електрообладнання затискачів відімкнутих конденсаторів.

  14. Користуйтеся інструментом з ізолюючими ручками .

  15. Після закінчення роботи від'єднайте джерело електроживлення , потім розберіть електричне коло .

  16. Не залишайте робочого місця без дозволу викладача .

  17. Виявивши несправність в електричних пристроях, що перебувають під напругою , негайно повідомте викладача .

Інструкція з протипожежної безпеки


  1. При виникненні пожежі в інституті подається сигнал "пожежної тривоги" - переривчасті дзвінки протягом 30 секунд.

  2. 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 .

  3. 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


  1. 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.

  2. ^ Після звільнення потерпілого від дії електричного струму необхідно викликати лікаря і зробити йому першу медичну допомогу (телефон швидкої допомоги «103»).

  3. Якщо потерпілий не знепритомнів, продовжує дихати й у нього нормально працює серце, варто укласти його, розстебнути одяг, забезпечити повний спокій до прибуття лікаря.

  4. 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.

  5. 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.

  1. З появою перших слабких вдихів у потерпілого, варто робити штучний вдих у момент початку самостійного вдиху.

  2. При поновленні у постраждалого самостійного дихання якийсь час варто продовжити штучне дихання до повного приведення потерпілого у свідомість або до прибуття лікаря.

  3. Якщо у потерпілого відсутній пульс, необхідно проводити зовнішній масаж серця.

  4. Надання допомоги не можна припиняти, навіть якщо потерпілий не подає ознак життя.

  5. Необхідно вивчити прийоми надання першої допомоги при враженні електричним струмом і вміти застосовувати їх при необхідності.

  6. При наданні допомоги потерпілому не дозволяється допускати охолодження його тіла.

  7. Необхідно вміти надавати першу допомогу при опіках, тому що опік-це рана, у яку легко може потрапити інфекція.

  8. Не слід зривати з обпаленого місця одяг і відривати прилиплу до рани білизну.

  9. При опіку очей електричною дугою варто робити холодні примочки розчином борної кислоти.


Алгоритм виконання лабораторного заняття
1. Уважно продумайте мету роботи,

2. Вивчіть і охарактеризуйте 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


  1. При виконанні лабораторних робіт дотримуйтесь техніки безпеки.

  2. Дотримуватись правил техніки безпеки та безпеки життєдіяльності.

  3. На заняття з'являтись вчасно без запізнень.

  4. Слідкувати за зовнішнім виглядом, з'являтись на заняття у відповідній формі одягу.

  5. Бути ввічливим, з повагою ставитись до викладачів, курсантів, технічного персоналу.

  6. Адекватно реагувати на зауваження викладачів.

  7. Дотримуватись нормативної лексики.

  8. Дбайливо ставитись до майна кабінету

Лабораторне заняття № 5

Тема: Визначення коефіцієнта в’язкості рідини методом Стокса.

Мета роботи: Вивчення експериментальних методів виміру в'язкості рідини.

Прилади та обладнання: Скляна посудина з досліджуваною рідиною, штангенциркуль, секундомір, свинцеві кульки (дріб), лінійка.
Теоретичні відомості

У результаті хаотичного руху молекул і зіткнень між ними відбуваються безперервні зміни їхніх швидкостей і енергій у речовині. Якщо в речовині існує просторова неоднорідність щільності, температури або швидкості впорядкованого руху окремих шарів речовини, то на безладний тепловий рух молекул речовини накладається впорядкований рух, що веде до вирівнювання цих неоднорідностей. Цей рух називається явищем переносу.

До явищ переносу відносяться теплопровідність, внутрішнє тертя й дифузія. У всіх трьох явищах є багато спільного. В середовищі відбувається спрямований перенос якої-небудь величини (енергії, кількості руху, маси) з однієї частини речовини в іншу доти, поки дана величина не розподілиться рівномірно по всьому об'ємі.

Явище теплопровідності полягає в спрямованому переносі енергії й виникає тоді, коли різні частини середовища мають різну температуру, тобто мають різну внутрішню енергію. Перенос тепла в тілі відбувається в напрямку точок тіла, що мають більш низьку температуру.

Явище дифузії виникає тоді, коли склад середовища в різних частинах різний і полягає в мимовільному взаємному проникненні й перемішуванні часток двох дотичних газів, рідин і навіть твердих тел. Явище дифузії пов'язане з переносом маси речовини.

Явище внутрішнього тертя (в'язкості) спостерігається в тілах при всіх агрегатних станах, але велике практичне значення це явище має для рідин і газів.

При русі рідини або газу виникають сили внутрішнього тертя. Ці сили виникають внаслідок того, що рух рідини або газу шаруватий й швидкості шарів, що переміщаються, різні.

Сили внутрішнього тертя спрямовані до вирівнювання швидкості руху всіх шарів. Вирівнювання швидкості шарів здійснюється шляхом передачі молекулами більше швидкого шару кількості руху mυ молекулам шару, що рухається повільніше. Це приводить до збільшення швидкості руху більше повільного шару. Шар же, що рухається швидше, починає рухатися повільніше, тому що молекули з повільного шару, потрапляючи в більше швидкий шар, одержують у швидкому шарі деяку кількість руху, що приводить до його гальмування.

Таким чином, внутрішнє тертя обумовлене переносом кількості руху mυ молекулами речовини, які переходять із шару в шар і створюють виникнення сил тертя між шарами газу або рідини, що переміщаються паралельно один одному з різними швидкостями. Досліди показали, що сила внутрішнього тертя F пропорційна величині площі зіткнення шарів, що рухаються, S, градієнту швидкості dυ/dx руху шарів, коефіцієнту пропорційності η, що називається коефіцієнтом в'язкості:

- закон Ньютона

Градієнтом швидкості dυ/dx називається зміна швидкості dυ на одиницю довжини dx у напрямку, перпендикулярному швидкості руху шарів (рис.1 ). Коефіцієнт в'язкості



Коефіцієнт в'язкості, або коефіцієнт внутрішнього тертя, є фізична величина, чисельно рівна силі внутрішнього тертя, між двома шарами із площею, рівній одиниці при градієнті швидкості рівному одиниці.

Знак мінус у формулі Ньютона показує, що сила F спрямована протилежно зміні швидкості

X


dx dυ

υ2 υ1 υ


Рис.1

Властивість рідини чинити опір при відносному змішанні її шарів називається в'язкістю. Необхідно відзначити істотне розходження в молекулярній природі в'язкості газів і рідин. Свідченням цього є різний характер температурної залежності в'язкості газоподібного й рідкого середовищ. В'язкість газів з підвищенням температури збільшується, а в'язкість рідин зменшується. В'язкість газів пояснюється переносом імпульсу молекулами при їхньому переході в результаті теплового хаотичного рухові з шару в шар. Рідина на відміну від газу має молекулярну структуру ближнього порядку, завдяки чому тепловий рух молекул в основному зводиться до коливань молекул щодо положень тимчасової рівноваги. Тому в'язкість рідин обумовлена силами міжмолекулярної взаємодії, інтенсивність яких залежить від відстані між молекулами.

До основних методів визначення в'язкості рідин відноситься метод Стокса.

Метод Стокса заснований на вимірі швидкості рівномірного руху тіла сферичної форми в досліджуваній рідині. На металеву кульку масою m, що падає у в’язкій рідини, діють:

сила тяжіння, спрямована вертикально вниз

(1)

виштовхувальна сила Архімеда, спрямована вертикально вгору

(2)

сила опору рухові кульки, обумовлена внутрішнім тертям між шарами рідини. За законом Стокса ця сила

(3)

де υ- швидкість кульки в рідині;

g = 9,8 м/с2 - прискорення вільного падіння;

V =(4/3) πr3 - об'єм кульки радіуса r ;

ρт - густина кульки;

ρр - густина досліджуваної рідини.

На підставі першого закону Ньютона, у проекції на вісь Х, рівняння руху кульки в рідині при рівномірному русі прийме вид:



Перший час кулька в рідкому середовищі рухається прискорено. Але так як сила опору збільшується з ростом швидкості, то прискорення буде зменшуватися доти, поки сила тяжіння не буде врівноважена двома іншими

(4)

Із цього моменту рух кульки стає рівномірний зі швидкістю υ. Підставляючи (1) – (3) в (4) одержимо


Fоп

Fа

Fт

Рис.2



звідси



Враховуючи, що d = 2r та υ = l/t матимемо :

(5)

Це є розрахункова формула для визначення коефіцієнта в'язкості.
^ Пристрій для визначення в’язкості

Пристрій, що служить для визначення коефіцієнта динамічної в'язкості методом Стокса являє собою скляний циліндр наповнений технічним гліцерином з двома кільцевими горизонтальними мітками, розміщеними на відстані l одна від одної. Свинцеві кульки, діаметр яких виміряється за допомогою штангенциркуля, опускають у рідину й фіксують моменти проходження кулькою горизонтальних міток секундоміром.
^ Порядок виконання роботи

  1. Виміряти за допомогою штангенциркуля діаметр кульки d. Якщо кулька не зовсім правильної форми, то необхідно виміряти два вертикально-перпендикулярних діаметри кульки й взяти їхнє середнє значення.

  2. Опустити кульку пінцетом у посудину з гліцерином як можна ближче до його осі. Щоб на кульці не з'явився пухирець повітря, необхідно перед дослідом змочити його досліджуваною рідиною.

  3. Виміряти секундоміром час t проходження кулькою двох кільцевих міток. Для зменшення помилки виміру око спостерігача повинне в момент проходження кулькою верхньої (нижньої) позначок перебувати на одному горизонтальному рівні з міткою.

  4. Виміряти відстань l між мітками. Густину свинцевої кульки та рідини взяти з довідника. Так як в'язкість η і густина ρж залежати від температури t, необхідно зафіксувати температуру рідини.

  5. Повторити дослід з кулькою не менш п’яти разів. Розрахувати коефіцієнт динамічної в'язкості гліцерину по формулі (5). Методом середнього зробити розрахунок абсолютної й відносної похибок виміру. Занести в таблицю результати вимірів і обчислень.

Таблиця 1



ρт

ρр

l

d

t

η

∆η

εη

1

























2
















3
















4
















5
















середнє

















Індивідуальні завдання

1 Варіант

1. В’язкість азоту при температурі Т = 273 К та тиску p = 90 кПа дорівнює 16,8 мкПа. Обчислити середню довжину вільного пробігу молекул азоту за цих умов.

2. Внаслідок ізотермічного процесу розширення тиск газу зменшився в 1,5 раза. Як зміниться при цьому коефіцієнт дифузії азоту.

3. Визначити коефіцієнт дифузії і динамічної в’язкості повітря, якщо тиск р = 100 кПа й температура t = 17 C.

2 Варіант

1. За певних умов в’язкість ідеального газу 0,05 Па с, густина 2,5 г/м3. Чому дорівнює його коефіцієнт дифузії за цих умов?

2. Визначити коефіцієнт дифузії кисню за нормальних умов.

3. Якої найбільшої швидкості може досягти дощова краплина діаметром 2мм під час падіння її в повітрі? Температура і тиск повітря є нормальними.

Контрольні завдання

  1. Які ви знаєте явища переносу. Дайте їхні визначення.

  2. Поясніть природу виникнення в'язкості.

  3. Чим відрізняється молекулярна природі в'язкості газів і рідин. Поясніть температурну залежність.

  4. Дайте визначення градієнта швидкості.

  5. Які сили діють на кульку при русі в рідині. Дайте їх визначення.


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 № 6

  1   2   3

Схожі:

Методичні рекомендації до підготовки І виконання лабораторних робіт курсантами денної та студентами iconМетодичні рекомендації до підготовки І виконання лабораторних робіт...
Методичні рекомендації до підготовки І виконання лабораторних робіт курсантами денної та студентами заочної форм навчання з дисципліни...
Методичні рекомендації до підготовки І виконання лабораторних робіт курсантами денної та студентами iconМетодичні рекомендації до підготовки І виконання лабораторних робіт...
Методичні рекомендації до підготовки І виконання лабораторних робіт курсантами денної та студентами заочної форм навчання з дисципліни...
Методичні рекомендації до підготовки І виконання лабораторних робіт курсантами денної та студентами iconМетодичні рекомендації до підготовки І виконання лабораторних робіт...
Методичні рекомендації до підготовки І виконання лабораторних робіт курсантами денної та студентами заочної форм навчання з дисципліни...
Методичні рекомендації до підготовки І виконання лабораторних робіт курсантами денної та студентами iconКафедра «автомобілі та автомобільне господарство» методичні вказівки...
Вказівки включають методику виконання лабораторних робіт, короткі теоретичні відомості І методичні рекомендації, завдання до роботи...
Методичні рекомендації до підготовки І виконання лабораторних робіт курсантами денної та студентами iconТодичні вказівки до виконання лабораторних робіт для студентів спеціальності...
А. Конструкція, розрахунок І виробництво сільськогосподарських машин. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт студентами...
Методичні рекомендації до підготовки І виконання лабораторних робіт курсантами денної та студентами iconМетодичні рекомендації для виконання курсової роботи з дисципліни...
Методичні рекомендації для виконання курсової роботи з дисципліни „Операційний менеджмент” студентами денної форми навчання напряму...
Методичні рекомендації до підготовки І виконання лабораторних робіт курсантами денної та студентами iconДержавний вищий навчальний заклад «український державний хіміко-технологічний...
Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу „Основи охорони праці” для студентів ііі–іv курсів технологічних спеціальностей...
Методичні рекомендації до підготовки І виконання лабораторних робіт курсантами денної та студентами iconМетодичні рекомендації для виконання лабораторних та практичних робіт студентами
Друкується за рішенням науково-методичної комісії агрономічного факультету Миколаївського державного аграрного університету від 26....
Методичні рекомендації до підготовки І виконання лабораторних робіт курсантами денної та студентами iconМетодичні вказівки до виконання лабораторних робіт з електричних станцій І підстанцій
Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з електричних станцій та підстанцій (для студентів 3 курсу денної І 4 курсу заочної...
Методичні рекомендації до підготовки І виконання лабораторних робіт курсантами денної та студентами iconМетодичні рекомендації до виконання курсового проекту з дисципліни
Методичні рекомендації до виконання лабораторних робіт з дисципліни "Науково-дослідна робота з використанням еом"
Додайте кнопку на своєму сайті:
Школьные материалы


База даних захищена авторським правом © 2015
звернутися до адміністрації
skaz.com.ua
Головна сторінка