|
 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
FIZICA PRIN MASURATORI
Aceasta carte cuprinde lucrari practice,din capitolele Mecanica, Termodinamica, Electricitate si magnetism, Optica,in concordanta cu programa analitica in vigoare
Această lucrare se adresează elevilor din clasele a VI- XII-a și este concepută în conformitate cu programa de fizică elaborată de MICI, și poate reprezenta un real ajutor atât pentru profesori cât și pentru elevi, în vederea clarificării și aprofundării unor concepte și noțiuni fundamentale în studiul fizicii.
Pentru informatii suplimentare si comenzi va rog sa ma contactati:
Tel: 021.674.3588; 0746.254.884
E-mail: postelnicu_victor@yahoo.com; postelnicu.victor@gmail.com
|
|
|
Prof. Victor Postelnicu, Andrei Petrescu, Elena Filip, Marcela Niculae
|
Aceasta carte cuprinde lucrari practice,din capitolele Mecanica, Termodinamica, Electricitate si magnetism, Optica,in concordanta cu programa analitica in vigoare
Această lucrare se adresează elevilor din clasele a VI- XII-a și este concepută în conformitate cu programa de fizică elaborată de MICI, și poate reprezenta un real ajutor atât pentru profesori cât și pentru elevi, în vederea clarificării și aprofundării unor concepte și noțiuni fundamentale în studiul fizicii.
Acest carte poate fi utilizata și în etapa de verificare a noțiunilor predate, sau de fixarea cunoștințelor în concordanță cu obiectivele operaționale și sarcinile de învățare cerute de programa .
La realizarea acestuia s-a avut în vedere faptul că trebuie să folosească tuturor elevilor, să-i ajute să înțeleagă procesele fizice de la simplu la complex fără a depăși nivelul de înțelegere al vârstei.
Fiecare lucrare cuprinde:
• teoria lucrarii
• schema de asamblare
• tema lucrarii
• materiale necesare
• mod de lucru
• tabel cu rezultate
Lucrarile practice prezente au fost concepute cu materiale didactice realizate de firma Altay, dar pot fi realizatesi cu alte materiale didactice.
CUVÂNT ÎNAINTE
Motto
Cine vrea să îmi arate adevărul să mă ducă până acolo de unde îl pot descoperi singur.
Tinerii detestă să fie învățați dar adoră să învețe… iată un paradox de care orice dascăl ar trebui să țină seama!
Profesorul ideal este acela care știe să conducă descoperirile elevului lăsându-i acestuia sentimentul de evoluție pe un drum propriu.
Lumea este o nesfârșită colecție de minuni din natură, din viața cotidiană, din tehnologie și, nu în ultimul rând, din știință.
Să înțelegi ce explică aceste minuni este obiectul curiozității adesea nesatisfăcute a tinerilor.
Explicația înseamnă cel mai adesea FIZICĂ și umanizarea acestei științe – integratoarea tuturor științelor naturii – este cea mai complicată sarcină a profesorilor de specialitate.
Calea pe care autorii cărții „Fizica prin măsurări” au ales-o pentru apropierea lină a elevilor de cunoștințele complicate de fizică este aceea a propunerii unor experimente fundamentale.
Lucrările propuse sunt bine alese. Indicațiile privind desfășurarea lucrărilor sunt succinte, lăsând elevilor bucuria de a descoperi prin „joacă” tehnici de măsurare și rezultate fundamentale.
Aparatura necesară efectuării lucrărilor propuse este comună în dotarea școlilor și acest fapt este un argument în favoarea utilității cărții.
Cărțile de acest tip lipsesc în literatura de specialitate.
Faptul că autorii, profesori de valoare ai învățământului românesc de fizică, cunoscători din interior ai problemelor acestuia au ales să propună această carte este un câștig pentru transmiterea FIZICII către generațiile noi.
Prof. Dr. Adrian DAFINEI
Șeful Catedrei de Fizica Solidului
Facultatea de FIZICĂ
a Universității din București
Cuvânt înainte ………..…………………………………..……………………… 3
Cuprins ….……………..…………………………………..……………………… 4
Măsurarea mărimilor fizice ………..…………………..……………………… 7
Erori de măsură ..……..……………….………………..……………………… 11
Aproximarea valorilor funcțiilor trigonometrice …..…………..………… 13
Numere mari .……………………………………………….………..………… 15
Alfabetul grec ……………………………………………….………..………… 16
Rolul experimentului în învățarea fizicii ..…………….…….………………… 17
Capitolul I. MECANICĂ
Trusa de Mecanică ………………..…………………..…..……………………… 19
1. Măsurarea lungimii cu rigla gradată ………………..………………… 20
2. Măsurarea lungimii cu șublerul …..………………………..……………….. 21
3. Măsurarea diametrului mediu al unui ac de gămălie ..…………….… 23
4. Determinarea diametrului unui conductor ……………....………………. 24
5. Măsurarea ariei unei suprafețe de formă neregulată ....…..….………. 25
6. Determinarea ariei unei plăci dreptunghiulare ………..…..…..………. 26
7. Determinarea volumului unui corp solid paralelipipedic ……………… 27
8. Determinarea volumului unui corp cu cilindrul gradat ..……….……… 28
9. Determinarea masei cu ajutorul legii lui Arhimede ……..……...……… 29
10. Măsurarea greutății corpurilor cu dinamometrul …..…..….…………...31
11. Determinarea densității lichidelor cu ajutorul vaselor comunicante 32
12. Determinarea densității corpurilor solide cu ajutorul balanței…….… 34
13. Verificarea legii acțiunii și reacțiunii …………………….….…………..… 36
14. Determinarea accelerației gravitaționale cu pendulul gravitațional37
15. Determinarea coeficientului de frecare de alunecare cutribometru39
16. Determinarea coeficientului de frecare de alunecare
cu ajutorul planului înclinat folosind echilibrul dinamic …………….…….. 41
17. Determinarea coeficientului de frecare de alunecare cu ajutorul
planului înclinat folosind teorema de variație a energiei mecanice ….. 43
18. Determinarea constantei elastice a unui resort ……………………..… 45
19. Determinarea constantei elastice a unui resort printr‐o metodă
dinamică…..……..….…..….……..…..…….……………………………….....…. 47
20. Determinarea randamentului unui scripete ……………………………. 49
21. Determinarea randamentului planului înclinat ………………………… 52
Capitolul II. FIZICĂ MOLECULARĂ ȘI CĂLDURĂ
Trusa de Fizică moleculară și căldură …………..………………………………. 54
1. Studiul termometrului …………………………………………………………. 55
2. Determinarea densității aerului ……………………………………..…..…...57
3. Determinarea căldurii latente specifice a gheții ……………………….. 59
4. Determinarea căldurii latente specifice de vaporizare a apei ……… 61
5. Determinarea coeficientului de tensiune superficială
prin metoda picăturilor ………………………………………………………… 63
6. Determinarea randamentului unui încălzitor …………………………….65
7. Verificarea legii lui JOULE …………………………………………………….. 67
Capitolul III. ELECTRICITATE ȘI MAGNETISM
Trusa de Electricitate și magnetism …………………………...…………………69
1. Studiul experimental al câmpului electrostatic ………….………………70
2. Studiul ampermetrului ………….…………………………………………… .74
3. Studiul voltmetrului ………….…………………………………………………76
4. Legea lui OHM pentru o porțiune de circuit ………….………………… .78
5. Determinarea rezistenței electrice a soluțiilor ………….………………. 80
6. Determinarea rezistenței cu voltmetrul ………….………………………. 82
7. Determinarea rezistenței electrice prin metoda substituției …………. 84
8. Determinarea rezistenței electrice prin metoda amonte și aval …….86
9. Determinarea rezistenței electrice prin metoda punții WHEATSTONE .…89
10. Variația rezistenței electrice cu temperatura ………………………..…91
11. Gruparea în serie a rezistențelor …………………………………………. 93
12. Gruparea rezistențelor în paralel ………………………………………… 95
13. Extinderea domeniului de măsură al ampermetrului ……………….. .97
14. Extinderea domeniului de măsură al voltmetrului ……………………. 99
15. Utilizarea potențiometrului ca divizor de tensiune …………………....101
16. Verificarea legilor lui KIRCHHOFF ………………………………………… ...103
17. Studiul puterii în curent continuu ………………………………………... 105
18. Determinarea puterii unui consumator electric ……………………… 107
19. Determinarea puterii pe consumatorii grupați în serie …………….. .109
20. Determinarea puterii pe consumatorii grupați în paralel ………….. 111
21. Randamentul circuitului electric de curent continuu ………………. 113
22. Studiul fenomenului de inducție electromagnetică …………………115
23. Studiul fenomenului de autoinducție ………………………………… ..117
24. Studiul transformatorului electric …………………………………………119
25. Determinarea permeabilității magnetice …………………………… ..121
26. Determinarea inductanței unei bobine ……………………………….. 123
27. Studiul câmpului magnetic creat de un conductor circular
parcurs de curent electric ………………………………………………….. .. 125
28. Măsurarea capacității unui condensator ……………………………. 128
29. Redresarea cu ajutorul diodei semiconductoare …..……………… 130
30. Descărcări electrice în gaze …………………………………………..… 133
31. Deviația particulelor în câmpuri electrice și magnetice …………… 138
32. Circuit de CA cu rezistență și bobină grupate în serie (RL) ……… 142
33. Circuit de CA cu rezistență și condensator grupate în serie (RC) .. 144
Capitolul IV. OPTICĂ
Trusa de Optică .………………………………...…………………………………146
1. Studiul propagării rectilinii a luminii ……………………………………… 147
2. Studiul reflexiei luminii ………………………………………………….…… 150
3. Studiul refracției luminii ………………………………………………..…… 153
4. Reflexia totală ………………………………………………………………. 156
5. Determinarea indicelui de refracție al unei lame transparente cu
fețe plan paralele …………………………………………….……………… 159
6. Determinarea indicelui de refracție al lichidelor ……………………… 162
7. Determinarea indicelui de refracție al prismei optice
în funcție de lungimea de undă a luminii …………………………………. 164
8. Determinarea distanței focale la lentile convergente ………………. 167
9. Determinarea distanței focale la lentile divergente …………………. 170
10. Studiul lupei …………………………………………………………………. 173
11. Studiul microscopului ……………………………………………………… 176
12. Determinarea lungimii de undă a luminii prin metoda YOUNG …… 180
13. Determinarea lungimii de undă a unei radiații monocromatice
cu ajutorul rețelei de difracție ……………………………………………… 183
Tabele cu constante fizice …………………………………………………… 188
Bibliografie …………………………………………………………………… 192
DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE FRECARE LA ALUNECARECU AJUTORUL PLANULUI ÎNCLINAT, FOLOSIND ECHILIBRUL DINAMIC
Teoria lucrării
Un corp situat pe o suprafață înclinată se deplasează cu viteza v, sub acțiunea unei forțe de tracțiune . La contactul dintre corp și suprafața pe care se deplasează apare frecarea de alunecare pusă în evidență prin existența unei forțe de frecare direct proporțională cu viteza corpului v și de sens opus acesteia. Valoarea forței de frecare depinde de coeficientul de frecare dintre corp și de natura suprafeței pe care se deplasează.
coeficientul de frecare de alunecare, forța de apăsare normală.
Corpul de masă m este în echilibru dinamic pe planul înclinat, atunci când forțele existente își fac echilibrul.
(1)
(2)
(3)
(4)
Tema lucrării
Determinarea coeficientului de frecare de alunecare
Materiale necesare
• tablă magnetică cu accesorii,
• plan înclinat,
• scripete,
• cărucior,
• sfoară,
• corpuri cu cârlig,
• raportor,
• balanță electronică.
Mod de lucru
• se realizează montajul experimental conform schemei de asamblare;
• se agață de capătul firului corpuri cu cârlig până când în urma unei ușoare lovituri a planului înclinat, căruciorul se mișcă uniform;
• se repetă experiența în aceleași condiții pentru a deprinde uniformi¬tatea mișcării;
• se măsoară masa m a corpului aflat pe suprafața înclinată;
• se măsoară masa a corpului cu cârlig;
• se calculează cos α și tg α, pentru ;
• se fac mai multe determinări, punând pe cărucior diferite mase pentru a mări greutatea corpului aflat pe planul înclinat.
Pentru determinarea coeficientului de frecare de alunecare se folo¬sește relația (4).
Nr.
det.
1. 0,58 0,87
…
Coeficientul de frecare calculat este:
LEGEA LUI OHM PENTRU O PORȚIUNE DE CIRCUIT
Teoria lucrării
Un circuit electric închis este parcurs de un curent electric de inten¬sitate . Valoarea acestui curent este funcție de valoarea rezistenței electrice din circuit, dacă tensiunea electrică aplicată la bornele rezis¬tenței este constantă.
Pentru o rezistență electrică constantă valoarea curentului electric este funcție de tensiunea electrică aplicată .
În cazul unei porțiuni de circuit intensitatea a curentului electric este direct proporțională cu tensiunea electrică aplicată la capetele porțiunii de circuit pentru o rezistență constantă.
(1)
Tema lucrării
Verificarea legii lui OHM pentru o porțiune de circuit
Circuit electric
Materiale necesare
• sursă de tensiune,
• placă de montaj,
• întrerupător,
• potențiometru 100 Ω/5 W,
• miliampermetru 0-500 mA,
• voltmetru 0-15 V,
• rezistență electrică R = 100 Ω/5 W,
• conductoare de legătură,
• punți de conexiune.
Mod de lucru
• se realizează circuitul electric conform schemei de asamblare;
• pentru diferite poziții ale potențiometrului se citesc valorile ten¬siunii și intensității ;
• se calculează raportul constant;
• se reprezintă grafic .
Datele obținute se trec în tabelul următor:
Nr.
crt.
ct.
1.
…
DETERMINAREA CĂLDURII LATENTE SPECIFICE A GHEȚII
Teoria lucrării
Un corp solid caracterizat prin formă și volum bine determinat poate trece din stare solidă în stare lichidă (topire) atunci când primește căldură. Sub influența căldurii primite, corpul se încălzește și trece treptat în stare lichidă.
Căldura absorbită de corp pentru trecerea din stare solidă în stare lichidă este:
Q = mλ (1)
= căldura latentă specifică, = masa de gheață.
Determinarea căldurii latente specifice se realizează pe baza ecuației calorimetrice:
Qced = Qabs (2)
Qced = + (3)
Qobs= mλ + m ( − 0 C) (4)
=masa apei din calorimetru, =masa calorimetrului, =temperatura apei și a calorimetrului, =temperatura de echilibru, = căldura specifică a apei , = căldura specifică a calorimetrului (din alamă) .
Din ecuația calorimetrică rezultă:
(5)
Tema lucrării
Determinarea căldurii latente specifice
a unui corp solid
Materiale necesare
• calorimetru,
• termometru,
• agitator,
• vas cu gheață,
• vas cu apă,
• balanță electronică.
Mod de lucru
• se măsoară masa a apei din calorimetru;
• se măsoară masa a calorimetrului;
• se introduce termometrul în calorimetru și se măsoară temperatura apei ;
• se măsoară masa a gheții;
• se introduce gheața în calorimetru;
• după topirea gheții și realizarea echilibrului termic se citește temperatura de echilibru ;
• se repetă operațiile de mai sus pentru diferite mase de apă și diferite mase de gheață.
Căldura latentă specifică se calculează cu relația (5).
Datele obținute se trec în tabelul următor:
Nr.
det.
1.
…
Căldura latentă specifică măsurată este:
.
STUDIUL REFRACȚIEI LUMINII
Teoria lucrării
În propagarea sa, o rază de lumină își poate schimba brusc direcția de propagare la trecerea dintr-un mediu transparent în alt mediu transparent. Fenomenul este numit refracția luminii.
raza incidentă, raza refractată, normala la suprafața de sepa¬ra¬re, în punctul de incidență.
Diferențierea mediilor transparente este dată de refringență. Refrin¬gența mediului este funcție de indicele de refracție al mediului definit ca ra¬por¬tul dintre viteza de propagare a luminii în vid pe viteza de propagare a luminii în mediu : .
Pentru cele două medii putem scrie:
, și .
Pentru > raza de lumină se apropie de normală: < .
Pentru < raza de lumină se depărtează de normală: > .
Refracția luminii este caracterizată de două legi:
Legea I Raza incidentă, normala în punctul de incidență și raza refractată sunt coplanare.
Legea II Raportul dintre sinusul unghiului de incidență și sinusul unghiului de refracție este egal cu raportul indicilor de refracție a celor două medii:
constant.
Tema lucrării
Refracția luminii prin lama de sticlă
Materiale necesare
• banc optic,
• lamă (bloc) de sticlă cu fețe plan paralele,
• sursă LASER,
• suport pentru disc,
• disc optic,
• creion,
• raportor.
Mod de lucru
• se realizează montajul experimental conform schemei de asamblare;
• se așează lama de sticlă în centrul discului, perpendiculară pe disc;
• se iluminează lama de sticlă cu laserul astfel încât, raza incidentă și raza refractată să fie vizibile pe disc;
• se analizează planul în care se află raza incidentă, normala la suprafața lamei, și raza refractată;
• se marchează pe discul gradat poziția razei incidente și razei refractate;
• se trasează normala în punctul de incidență;
• se măsoară valoarea unghiului de incidență;
• se măsoară valoarea unghiului de refracție;
• se repetă măsurătorile pentru diferite unghiuri de incidență;
• se trasează graficul sin .
Rezultatele se trec în tabelul de mai jos:
Nr.
det.
1.
…
|
| Pret: |
20 LEI
|
|
|
Utilizatorii inregistrati pot comenta aceasta stire
|
| | |
