Instytut Inżynierii Środowiska Państwowa Wyższa Szkoła Wschodnioeuropejska w Przemyślu. Rok akademicki 2013/2014

Transkrypt

1 Istytut Iżyer Środowska Państwowa Wyższa Szkoła Wschodoeuropejska w Przemyślu L A B O R A T O R I U M F I Z Y C Z N E Rok akademck 03/04 I. REGULAMIN LABORATORIUM FIZYCZNEGO. II. OPIS ZESTWAWÓW ĆWICZENIOWYCH.

2 Istytut Iżyer Środowska Państwowej Wyższej Szkoły Wschodoeuropejskej w Przemyślu REGULAMIN LABORATORIUM FIZYCZNEGO. Każdy studet powe wykoać 6 ćwczeń.. Waruk uzyskaa zalczea określa prowadzący podczas perwszych zajęć. 3. W przypadku usprawedlwoej eobecośc ćwczea ależy odrobć w ajblższym możlwym terme. 4. Uczestcy zajęć są zobowąza do przestrzegaa zasad BHP. 5. Do laboratorum e wolo wosć żywośc apojów a ch kosumować. 6. Sposób orgazacj pracy grupy przestawa prowadzący podczas perwszych zajęć. 7. Kolejość realzacj ćwczeń ustala prowadzący. 8. W raze stwerdzea eprzygotowaa do zajęć prowadzący ma prawo e dopuścć studeta do wykoywaa ćwczea. 9. Rozlczee ćwczea e powo przekroczyć czterech tygod od wykoaa pomarów. 0. W trakce wykoywaa ćwczea studec pooszą odpowedzalość za udostępoe m wyposażee pracow.. Uruchomee zestawów pomarowych odbywa sę za zgodą prowadzącego. Wszelke zmay w zestawach wymagają autoryzacj prowadzącego.. Do każdego wykoaego ćwczea studec opracowują dywduale sprawozdaa, których formę określa prowadzący.

3 Istytut Iżyer Środowska Państwowa Wyższa Szkoła Wschodoeuropejska w Przemyślu OPIS ZESTWAWÓW ĆWICZENIOWYCH LABORATORIUM FIZYCZNEGO Ćwczee : WYZNACZANIE MODUŁU YOUNGA PRZEZ ZGINANIE I. Zagadea do samodzelego opracowaa a)moduł sprężystośc b)moduł Youga c)naprężee d)odkształcee e)współczyk Possoa f)prawo Hooka II. Przebeg ćwczea Staowsko badawcze Urządzee do wykoaa pomaru modułu Youga metodą ugęca składa sę z dwóch podpór oraz płaskowków wymeych wykoaych z różych materałów o różych przekrojach prostokątych. W środku mędzy puktam podparca zaweszamy szalkę a strzemączku. Szalkę obcążamy odważkam. Strzałkę ugęca merzymy przy pomocy czujka zegarowego, którego końcówkę stykamy z górą częścą strzemączka. Metodologa wykoaa pomarów L.p. l a b m λ Δλ=λ 0 -λ 0 m 0.Zestawć układ według przedstawoego opsu..wykoać pomar odstępu mędzy środkam podpór l, szerokośc b oraz grubośc a płaskowka.

4 3.Odczytać λ 0 gdy płaskowk jest tylko obcążoy szalką strzemączkem (masa m 0 ). 4. Obcążamy płaskowk cężarkam odczytujemy λ. 5.Sporządzamy wykres Δλ=f(m) dla fukcj Δλ=km. 6.Metoda ajmejszych kwadratów oblczmy k oraz u(k). m m k m m k k u ) ( 7.Oblczyć moduł Youga korzystając ze wzoru: 3 3 4kba gl E ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( k u k E a u a E b u b E l u l E E u

5 Istytut Iżyer Środowska Państwowa Wyższa Szkoła Wschodoeuropejska w Przemyślu OPIS ZESTWAWÓW ĆWICZENIOWYCH LABORATORIUM FIZYCZNEGO Ćwczee : MOSTEK WHEATSTONE A I. Zagadea do samodzelego opracowaa a) Prawa Krchhoffa b) Przewodk c) Obwody elektrycze d) Napęce e) Oporość f) Połączea oporków II. Przebeg ćwczea. Zmotować układ jak a rysuku: Sta rówowag mostka wystąp wtedy, gdy I0 0

6 Dla I0 0 I R I R oraz I R I Rp, wtedy: Rp R R ostatecze R R Rp l p R R R l. Merk ustawoy a 00 µa ależy wyjustować a wartość zero przez przesuęce suwaka. 3. Zapsać wartość w tabel Lp l l p R R R obl Zmerzyć oporość zastępczą oporków połączoych szeregowo rówolegle Połączee R R R 3 R z R zobl Szeregowe Rówoległe 5. Zbadać jak zależy oporość od promea przekroju przewodka. Lp R l ρ r Narysować wykres R=f(r). 7. Oblczyć epewość wyku u(r ) 8. Napsać wzór oblczyć epewość wyku u(r zobl ) u(r R R R l ul ur ) u p l p l R

7 Istytut Iżyer Środowska Państwowa Wyższa Szkoła Wschodoeuropejska w Przemyślu OPIS ZESTWAWÓW ĆWICZENIOWYCH LABORATORIUM FIZYCZNEGO Ćwczee 3: POMIAR LEPKOŚCI CIECZY I. Zagadea do samodzelego opracowaa a)właścwośc ceczy, b)cecz utoowska, c)prawo Stokes a, d)lepkość kematycza, e)lepkość dyamcza. II. Przebeg ćwczea Staowsko badawcze W wyku tarca wewętrzego pomędzy cząsteczkam, w ceczach w gazach powstaje lepkość. Lepkość zależy od temperatury struktury substacj, może być wyzaczoa dośwadczale. Na przykład poprzez merzee tempa opadaa kulk w tube wypełoą badaą ceczą. Metodologa wykoaa pomarów L.p. T t ρ ρ r l g/cm 3 mm mm,3 5,8 00.Zestawć układ według przedstawoego opsu.. Po umeszczeu kulk w tube pomarowej trzeba osągąć rówowagę termczą w wybraej temperaturze pomarowej T przez około 0 mut.

8 3. Przeprowadzć 3 pomary czasu t opadaa kulk oblczyć średą wartość. 4. Odczytać z tabel gęstość ceczy ρ dla daej temperatury T stosując terpolację. 5. Oblczamy lepkość η z zależośc: r g t 9l gdze: r - promeń kulk, g- przyspeszee zemske, ρ -gęstość kulk, ρ - gęstość ceczy, l- odległość pomędzy kreskam a tube pomarowej, t- czas opadaa kulk. 7.Wykreślć zależość η=f(t). u( ) u( t) u( r) t r L.p. T ρ - K g/cm 3 93,5 0,998 98,5 0, ,5 0, ,5 0, ,5 0, ,5 0, ,5 0,9880

9 Istytut Iżyer Środowska Państwowa Wyższa Szkoła Wschodoeuropejska w Przemyślu OPIS ZESTWAWÓW ĆWICZENIOWYCH LABORATORIUM FIZYCZNEGO Ćwczee 4: POMPA CIEPŁA- EFEKT PELTIER I. Zagadea do samodzelego opracowaa a) Efekt Peltera, b) Sła termoelektrycza, c) Pompa cepła, d) Zjawsko Seebecka, e) Pomar temperatury, II. Przebeg ćwczea. Zmotować układ jak a rysuku: Tc Tz. Zaslacz ustawamy tak, aby w obwodze płyął prąd o atężeu A, A, 3A, 4A, 5A dla każdej astawy atężea prądu odczytujemy temperaturę T z stroy zmej,

10 temperaturę T c stroy cepłej w fukcj czasu. Gdy temperatura T z stablzuje sę to zwększamy wartość atężea prądu. 3. Zapsać wartośc w tabel oraz wykoać wykresy T z =f(t), T c =f(t) dla daego atężea prądu apsać wosk. Lp I T z T c t 3 4 5

11 Istytut Iżyer Środowska Państwowa Wyższa Szkoła Wschodoeuropejska w Przemyślu OPIS ZESTWAWÓW ĆWICZENIOWYCH LABORATORIUM FIZYCZNEGO Ćwczee 5: WYZACZANIE STAŁEJ SIATKI DYFRAKCYJNEJ I. Zagadea do samodzelego opracowaa a) Zjawsko dyfrakcj terferecj śwatła, b) Dyfrakcja typu Frauhofera, II. Przebeg ćwczea. Ustawamy a ławe optyczej wszystke elemety układu pomarowego: laser satka dyfrakcyja, ekra.. Po włączeu lasera a ekrae obserwujemy obraz dyfrakcyjy umeszczamy satkę dyfrakcyją w odległośc y od ekrau merzymy odległośc prążków k =,, rzędu od prążka cetralego.

12 3. Wyk pomarów zapsywać w tabel k k y a ± u(a) a/d d [cm] [cm] [μm] [-] [-] [μm] 4. Wartość stałej satk a otrzymujemy ze wzoru: k a k gdze λ jest długoścą fal emtowaej przez laser. 5. Oblczyć przyblżoą szerokość szczel d przy pomocy wzoru a d gdze jest loścą maksmów 6. Oblczyć epewośc pomarowe u(a) oraz u(d) k y

13 Istytut Iżyer Środowska Państwowa Wyższa Szkoła Wschodoeuropejska w Przemyślu OPIS ZESTWAWÓW ĆWICZENIOWYCH LABORATORIUM FIZYCZNEGO Ćwczee 6: BADANIE ROZKŁADU NATĘŻENIA ŚWIATŁA W OBRAZIE DYFRAKCYJNYM FRAUNHOFERA I. Zagadea do samodzelego opracowaa a) Zjawsko dyfrakcj terferecj śwatła, b) Dyfrakcja typu Frauhofera, II. Przebeg ćwczea. Ustawamy a ławe optyczej wszystke elemety układu pomarowego: laser, szczela, soczewka, czujk atężea ośwetlea, oraz podłączamy wzmacacz.. Po włączeu lasera ustawamy satkę dyfrakcyją oraz soczewkę tak, aby a czujku obserwować ostry obraz dyfrakcyjy. Przy pomocy śrubą mkrometryczą ustawamy czujk a prążku cetralym odczytujemy wartość apęca U. 3. Zmeać położee fotoelemetu odczytując wartośc odpowedch apęć 4. Wyk pomarów zapsywać w tabel d = L = [mm] U [V]. 5. Narysować wykres rozkładu atężea śwatła

14 Istytut Iżyer Środowska Państwowa Wyższa Szkoła Wschodoeuropejska w Przemyślu OPIS ZESTWAWÓW ĆWICZENIOWYCH LABORATORIUM FIZYCZNEGO Ćwczee 7: WYZACZANIE CHARAKTERYSTYKI TERMOPARY I. Zagadea do samodzelego opracowaa a) Kotaktowa różca potecjałów, b) Sła termoelektrycza, c) Zjawsko Seebecka II. Przebeg ćwczea. Do dwóch aczyń alewamy wody o tej samej temperaturze,. Zestawamy układ pomarowy zgode ze schematem 3. Czekamy aż wskazaa termometrów woltomerza sę ustablzują. 4. Włączamy grzałkę obserwujemy wskazaa termometrów. 5. Wskazaa zapsujemy w tabel z krokem ΔT = 5K

15 T 0 T ΔT = T T 0 u( ) [ K ] [ K ] [ K ] [ mv ] [ mv/k ] [mv/k ]. 6. Metodą regresj lowej wyzaczamy współczyk termoelektryczy oraz epewość u(). 7. Wykreślamy charakterystykę termopary.

16 Istytut Iżyer Środowska Państwowa Wyższa Szkoła Wschodoeuropejska w Przemyślu OPIS ZESTWAWÓW ĆWICZENIOWYCH LABORATORIUM FIZYCZNEGO Ćwczee 8: SPRAWDZANIE ROZKŁADU NIEPEWNOŚCI POMIAROWYCH I. Zagadea do samodzelego opracowaa a) Pojęce epewośc błędu pomaru, b) Gęstość prawdopodobeństwa, c) Rozkład Gaussa jego parametry, II. Przebeg ćwczea. Zważyć wskazay przez prowadzącego zestaw obektów. Zapsując wyk pomarów do tabel Masa obektu [g]. Oblczyć wartość średą wg. Schematu.

17 3. Oblczyć odchylee stadardowe wartośc średej s 4. Oblczyć odchylee stadardowe pomaru s u( ) 5. Narysować wykres fukcj Gaussa p ep. 6. Podzelć zakres m a przedzały rozmeszczoe symetrycze względem średej. 7. Wyzaczyć lość pomarów zajdujących sę w każdym z przedzałów oraz wyzaczyć prawdopodobeństwo uzyskaa wyku z tego przedzału. m[g] k/00 P(t) m Δm, m Δm m Δm, m +Δm m +Δm, m +Δm Wykoać hstogram.