Füüsikalabor (0)

TALLINNA TEHNIKAKÕRGKOOL

TALLINN COLLEGE OF ENGINEERING

LABORATOOTSED TÖÖD
Õppeaines: Füüsika
Transporditeaduskond
Õpperühm: TLI-11
Üliõpilane: Indrek Kaar
Kontrollis : lektor Peeter Otsnik
Tallinn 2008
HELI KIIRUS.
1.Tööülesanne.
Heli lainepikkuse ja kiiruse määramine õhus.
2.Töövahendid.
Heligeneraator, valjuhääldi, mikrofon, ostsilloskoop.
3.Töö teoreetilised alused. Kasutatud valemid koos füüsikaliste suuruste lahtikirjutamisega.
Lainete levimisel keskonnas levimise kiirus võrdub:
kus v on lainete levimise kiirus, λ- lainepikkus, f – sagedus. Meie arvutustes on f konstantne 4813 Hz
Teooria annab heli kiiruse jaoks gaasilises keskkonnas valemi
on gaasi isobaarilise ja isokoorilise moolsoojuste suhe, R - universaalne gaasikonstant
( R = 8,31 J/kmol ), T - absoluutne temperatuur( °K) , µ - moolmass (õhu jaoks µ =29·10 –3 kg/mol).
Seega kui heli kiirus antud gaasis on määratud,võib χ arvutada valemi järgi
Leidnud heli kiiruse v temperatuuril T ,saab arvutada heli kiiruse mingil teisel temperatuuril,
näiteks 0° C juures.
Kiiruste ruutude suhe võrdub temperatuuride suhtega ning kasutades lähendusmeetodit võib
kirjutada
kus t on gaasi temperatuur °C.
4. Täidetud arvutus tabelid
Katse nr
f , Hz
lo, cm
ln, cm
ln, cm
m
1.
4813 hz
21,4
25,0
3,65
0,07
2.
25,0
28,6
3.
28,6
32,2
4.
32,2
35,9
5.
35,9
39,5
6.
39,5
43,3
Temperatuur meie katsel oli 26,4 ºC, see on 299,4 K
5. Kontrollarvutus
v = 0,07 · 4813 =351 m/s
χ = (29 · 10-3· 3512) : (8,31 · 298) = 1,44
Vo = 351 : (1+0,002 · 25) = 334 m/s
Käsiraamatus oli tegelik χ 1,40 ja vo 330 m/s
6. Järeldus
Sellel temperatuuril on kiirus tegelikust kiirem kui käsiraamatus.
ERITAKISTUS
1.Töö ülesanne
Traadi aktiivtakistuse määramine ampermeetri ja voltmeetri abil ning materjali eritakistuse leidmine.
2.Töövahendid.
Seade voltmeetri ja ampermeetriga takistustraadi materjali eritakistuse määramiseks,kruvik.
3.Töö teoreetilised alused.Kasutatud valemid koos füüsikaliste suuruste lahtikirjutamisega.
Pikkusega l ja ristlõikepindalaga S homogeense traadi takistus :
(1)
kus ρ on traadi materjali eritakistus.
Takistuse R määramiseks võib kasutada Ohmi seadust vooluringi osa kohta:
(2)
kus I on traati läbiva voolu tugevus ja U – pinge traadillõigul.
Viimased määrame ampermeetri ja voltmeetri abil.
Takistus R on pikkusega l lineaarselt seotud ja soltuvuse graafikuks on sirge tousuga
k = ρ/S ning siit saame,et ρ = k ·S kus S ( S = πr²)on traadi ristlõike pindala.
4.Täidetud arvutus tabelid
Traadi diameetri mõõtmine.
Jrk.
d (mm)
1.
1,55
2.
1,61
3.
1,68
4.
1,57
5.
1,57
keskmine
d = 1,596
S = πr² S = π · 0,0001596 ² = 0,00000080 (m ²)
Traadi taksistuse sõltuvus traadi pikkusest
Jrk
l (m)
U (V)
R (Ω)
1.
0,06
0,23
0,077
2.
0,12
0,31
0,103
3.
0,18
0,42
0,140
4.
0,24
0,53
0,176
5.
0,30
0,63
0,210
6.
0,36
0,74
0,247
7.
0,42
0,85
0,283
8.
0,48
0,96
0,320
I = 1 (A)

Kontrollarvutus
Nurk sirgete ab ja ac vahel võrdub valemiga cos γ = ab/ac
cos γ = 2,4/ 6,36 =0,377
γ = 67° 49,5´
tan a = k
tan 67° 49,5´ = 2,454
k = 2,454
Eritakistuse valemisse ρ = k ·S asetame parameetrid k = 2,454 ja S = πr² = 0,00000080 (m ²) saame
ρ = 2,454 · 0,00000080 =0,0000019
KORRAPÄRASE KUJUGA KATSEKEHA TIHEDUSE MÄÄRAMINE.
1.Tööülesanne.
Tutvumine tehniliste kaaludega või elektroonilise kaaluga.Katsekeha mõõtmete mõõtmine nihiku abil.Katsekeha ruumala ja tiheduse arvutamine.
2.Töövahendid.
Tehnilised kaalud või elektrooniline kaal, nihikud ,mõõdetavad esemed.
3.Töö teoreetilised alused. Kasutatud valemid koos füüsikaliste suuruste lahtikirjutamisega.
Nihikuga mõõtmist vaata ja korda üldmõõtmiste töö järgi.
Tutvumine tehniliste kaaludega.Tehnilised kaalud on määratud hinnaliste materjalide voi
analüüsiks määratud materjalide kaalumiseks .Oma konstruktsioonilt on nad võrdõlgsed
kangkaalud. Kaalumisel tuleb silmaspidada, et koormisi võime lisada või ära võtta vaid arreteeritud
kaaludel. Arreteerimine toimub kaalude keskel asuvast vastavast kruvist. Võime ka kasutada
elektromehaanilisi voi elektroonseid kaalusid, mille täpsused on kõrged.
Katsekeha tiheduse saame arvutada valemi D = m/V abil, kus:
D - katsekeha materjali tihedus
m - katsekeha mass
V - katsekeha ruumala
Torukujulise katsekeha ruumala arvutame kui välisdiameetriga silindri ja sisediameetriga
tühimikusilindri ruumalade vahe.
Korrapärase kujuga kehade ruumalad:
Silinder , kus r on põhjaraadius ja h on silindri kõrgus
Kera , kus r on kera raadius
Ristrahukas , kus a ja b on põhjaservad ja h on ristahuka kõrgus
Käsiraamatust saadud tihedused on sellised :
Alumiinium 2,7 · 10³ kg/m³
Messing 8,5 · 10³ kg/m³
Vask 8,9 · 10³ kg/m³
Teras 7,9 ·10³ kg/m³

Täidetud arvutustabelid
Kehad
d1 , a (mm)
d2, b (mm)
h (mm)
V (mm³)
m (g)
D (kg/m³)
1.
39,63
25,5
7,94
8023,89
63
7,85 ·10³
2.
8,49
37,14
2102,55
24
11,41 · 10³
3.
21,5
30
10891,5
29
2,66 · 10³
4.
24,9
35,45
17262,54
155
8,98 · 10³
5.
56,13
12,39
6,03
14193,95
39
2,75 · 10³
6.
24,68
7871,08
60
7,62· 10³
Kehad 1. Ristahukas 2. Peen silinder 3. Alumiiniumist silinder 4. Vasest silinder 5. Seest õõnes litter 6.Kera

Kontrollarvutused

Ruumala 39,63 · 25,5 · 7,94 =8023,89 mm³
Tihedus 0,063 / 0,00000802389 = 7,85 ·10³ kg/m³

Ruumala π · 4¸245² · 37,14 = 2102,55 mm³
Tihedus 0,024 / 0,00000210255 = 11,41 · 10³ kg/m³

Ruumala π · 10,75² · 30 = 10891,5 mm³
Tihedus 0,029 / 0,0000108915 = 2,66 · 10³ kg/m³

Ruumala π · 12,45² · 35,45 = 17262,54 mm³
Tihedus 0,155 / 0,00001726254 = 8,98 · 10³ kg/m³

Ruumala (28,065²- 6,195²) · π · 6,03 = 14193,95 mm³
Tihedus 0,039 / 0,00001419395 = 2,75 · 10³ kg/m³

Ruumala 4:3 · π · 12,34³ = 7871,08 mm³
Tihedus 0,06 / 0,00000787108 = 7,62· 10³ kg/m³

Järeldus.
Korrapärase kujuga katsekehade tihedus vastab käsiraamatus toodud materjalide tihedusega.