Від чого залежить кількість теплоти, передана тілу під час нагрівання?Напишіть формулу для обчислення кількості теплоти.​

ДО ТЬ ВИКОНАТИ ЛАБОРАТОРНУ

Лабораторна робота № 6 Дослідження звукових коливань різноманітних джерел звуку за до сучасних цифрових засобів

Мета роботи: навчитися визначати частоту звучання джерела звуку, вимірювати швидкість поширення звуку, дослідити залежність гучності звуку від амплітуди і висоти тону від частоти коливань, залежність гучності звуку і висоти тону від довжини повітряного стовпа.

Прилади і матеріали: смартфон чи планшет із завантаженою програмою Spectrum Analyzer (keuwlsoft, Android, free), дощечка с трьома вбитими цвяхами, гумовий шнур (авіаційна гумка), металева лінійка з міліметровими поділками, найпростіша кулькова ручка без стержня.

Xід роботи

Завдання 1. Виготовте «струнний музичний інструмент».

1. Зв’яжіть гумовий шнур у петлю та розтягніть його між трьома вбитими в дощечку цвяхами.

2. Виміряйте частоту звучання «струни» за до програми Spectrum Analyzer (програму можна завантажити в Play Market або App Store). Для цього прикладіть дощечку до корпуса смартфона біля мікрофона і збудіть коливання «струни».

= Гц.

3. Виміряйте довжину «струни».

м.

4. Врахувавши, що на довжині струни «вміщується» половина довжини хвилі, і те, що швидкість поширення хвилі визначається за формулою = і обчисліть її значення.

= м/с.

5. Зробіть висновки.

Завдання 2. Вивчіть характеристики звуку.

1. Покладіть металеву лінійку на стіл так, щоб вона виступала на 10-12 см, і міцно притисніть рукою до краю стола.

2. Другою рукою відхиліть виступаючий кінець лінійки на невеликий кут і відпустіть, змусивши лінійку коливатися. На слух орієнтовно оцініть висоту тону (частоту коливань) і гучність звуку.

3. Повторіть дії, відхиливши лінійку на більший кут. Як змінилися гучність звуку і висота тону?

4. Повторіть дії, змінивши довжину виступаючої частини лінійки. Як змінилася гучність звуку і висота тону?

5. Тримаючи відкритий кінець корпуса ручки біля рота, закрийте нижній кінець пальцем і подуйте так, щоб утворився звук. Як залежить гучність звуку від сили, з якою дують?

6. Проведіть аналогічний дослід, тримаючи біля рота ковпачок від ручки. Як залежить висота тону отриманого звуку від довжини повітряного стовпа?

7. Зробіть висновки.

Для допитливих

1. Два однакових камертони, що звучать, піднесли до металевої кульки, підвішеної на нитці.

Поясніть відмінності у відхиленні кульки. Порівняйте гучності звуку камертонів. Порівняйте частоти звукових коливань камертонів.

2. Утримуючи гумовий шнур завдовжки приблизно 6 см у двох руках, розтягніть його так, щоб довжина становила приблизно 10 см. Пальцем однієї руки надайте шнуру коливального руху і, змінюючи його довжину, дослідіть зміну гучності звуку та висоти тону.

Объяснение:

1)

2)

3)



Если тело отпустить, то оно, скатываясь, достигнет нижней точки и, двигаясь далее по инерции, поднимется вверх по направляющим. Движение тела, при котором траектории всех точек лежат в параллельных плоскостях, называется плоским. Плоское движение можно представить двумя либо как совокупность поступательного движения тела со скоростью центра масс и вращательного вокруг оси, проходящей через центр масс; либо как только вращательное движение вокруг мгновенной оси вращения (MOB), положение которой непрерывно изменяется. В нашем случае эта мгновенная ось Z проходит через точки касания направляющих с движущимся стержнем.

ОПИСАНИЕ МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЙ

При скатывании тело, опускаясь с высоты проходит путь l а поднимаясь по инерции на высоту проходит путь l. В нижней точке скорость поступательного движения центра масс , а угловая скорость тела:



где t - время движения от верхней точки до нижней, г - радиус стержня (оси). 
На скатывающееся тело действует момент сил сопротивления Мтр. Работа его на пути равна  где угловой путь 

Закон сохранения энергии на отрезке пути l0 имеет вид:



где J - момент инерции скатывающегося тела относительно MOB, m - масса тела, включающая в себя массу стержня.

При движении тела вниз с высоты и вкатывании его на высоту h работа сил сопротивления на пути равна убыли потенциальной энергии:



Запишем формулу для определения момента инерции динамическим методом:



Здесь величина (α1 и α2) является константой для данной установки.
Момент инерции тела относительно MOB определяется теоремой Штейнера:



где J0 - момент инерции, относительно центра масс; а - расстояние от центра масс тела до оси вращения (в этом опыте a = r).

ВОПРОСЫ К ДОПУСКУ

1. Дайте определение момента инерции материальной точки относительно произвольной точки, момента импульса материальной точки относительно оси вращения. 
2. Как рассчитать момент инерции твердого тела относительно произвольной оси? 
3. Какую ось называют свободной? 
4. Главными моментами инерции тела называются … 
5. Можно ли говорить о моменте инерции безотносительно к вращению? 
6. Запишите выражения для определения кинетической энергии тела в данной работе. 
7. В каких случаях момент импульса и угловая скорость коллинеарны? 
8. Какие функции носят название интегралов движения? 
9. Перечислите аддитивные интегралы движения. 
10. Как Вы понимаете следующие физические категории: «однородность времени», «однородность пространства», «изотропия пространства» и какое отношение они имеют к аддитивным интегралам движения?

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. В чем заключается метод по определению момента инерции тела? 
2. Укажите возможные систематические ошибки измерений. 
3. Укажите величины кинетической и потенциальной энергии при скатывании тела: в начале и в конце движения, в нижней точке и в произвольной точке. 
4. Опишите характер движения тела по направляющим. Какая сила создаёт момент относительно оси вращения? 
5. Как измеряют угловую скорость ω в данной работе? 
6. Какие величины измеряют для определения скорости ω, момента сил трения, работы сил трения? 
7. Какие уравнения лежат в основе динамических методов определения момента инерции? 
8. Укажите возможные источники случайных погрешностей при измерениях. 
9. Однородный цилиндр массы m и радиуса R катится без скольжения по горизонтальной плоскости. Центр цилиндра движется со скоростью υ0. Найти выражение для определения кинетической энергии цилиндра. 
10. Вычислить момент импульса Земли, обусловленный ее движением вокруг оси. Сравнить этот момент с моментом импульса, обусловленным движением Земли вокруг Солнца. Землю считать однородным шаром, а орбиту Земли – окружностью.