Демина Н. Ф., Омарова Ж. М. Физикадан олимпиадалық есептерді шығару әдістемесі

жүктеу 1,08 Mb.

бет	26/39
Дата	20.05.2020
өлшемі	1,08 Mb.
	#30541

1 ... 22 23 24 25 26 27 28 29 ... 39

Демина Н. Ф., Омарова Ж. М. Физикадан олимпиадалы? есептерді шы?

Құрал-жабдықтар: ток көзі, R₁кедергісі бар резистор, R₂кедергісі белгісіз резистор, стақан (шыны, 100 мл), термометр, сағат (қол сағатын да қолдануға болады), миллиметрлік қағаз, пенопластың кішкене бөлігі.

Сурет 40

Шешуі:

Тізбекті тізбектей (сурет40) жинаймыз, белгілі кедергіні R₁ суға батырамыз және I₁ токты қосып, Δt₁ уақыт аралығындағы судың ΔТ₁ температурасының өзгерісін термометр арқылы бақылаймыз. Егер жылуды жоғалтуға немқұрайлы қарасақ, онда:

I₁² R₁ Δt₁ = с_cmΔ Т₁ ,

мұнда (с_с– судың меншікті жылу сыйымдылығы, m – судың массасы).

Сосын R₂ белгісіз кедергіні суға батырып, сол I₁токта тәжірибені қайталаймыз. Сонда

I₁² R₂ Δt₂ = с_вmΔТ₂,

Жылулықтардың қатынасы алып, ізделініп отырған шаманы аламыз:

Тәжірибенің қиындығы температуралардың аз айырымда ғана жылу алмасу мен қоршаған ортаны елемей өтетіндігінде болады.

Бірақ қарапайым термометрмен өлшесек, үлкен қателіктері болады.
Тапсырма 14. Білеуше мен үстел арасындағы үйкеліс коэффициентін анықтаңыз.

Құрал-жабдықтар: білеуше, сызғыш, штатив, жіптер, массасы белгілі гірлер.

Сурет 41

Шешуі:

Білеушенің массасын алдын ала анықтап аламыз. Ол үшін рычаг ережесін пайдаланып, білеуше мен гірді сызғышқа орналастырып, ізделінген М массаны анықтаймыз. Сосын жіпті гірге байлап және оны штативке іліп, білеушенің көмегімен гірді α₀бұрышқа (сурет 41) қозғалтамыз. Гірдің білеушеге әсер ететін күші сырғанау үйкеліс күшіне тең:

F=F_үйк

немесе

mgtgα₀=µMg

Содан

µ=m/M tg α₀

Бұрыштарды есептеу үшін қажетті сызықты параметрлер сызғыштың көмегімен анықталады.
Тапсырма 15. Жазық фигуралардың салмағын анықтаңыз.

Құрал-жабдықтар: жазық фигура, сызғыш, гір.


Сурет 42	Сурет 43

Шешуі:

Фигураның салмағын анықтау үшін алдымен оның массасының орталығын табуымыз керек. Бұл мақсатпен денені үстелдің шетіне сүйенетіндей етіп қою керек және үстелдің шетіндегі дене бойымен карандаш арқылы түзу жүргізу керек. Үстелдегі фигураның орнын өзгертіп, бұл операцияны қайталау керек. Екі түзу сызықтың қиылысу нүктесінде фигураның массасының орталығы орналасады.

Екі түзу сызықтың қиылысу нүктесінде денелердің массаларының центрі орналасады.

Дененің масса центрінен түзу жүргіземіз (АС түзуі, сурет 42), денеге масса центрі сол түзуде жататындай етіп гірді қоямыз, ал денені гірмен бірге үстел үстіне қоямыз, оның шеті АС түзуіне перпендикуляр болуы керек. Дене үстелдің шетіне ғана тиюі керек және тепе-теңдікте болуы тиіс. Бұл жағдайда үстелдің шетіндегі денеге байланысты барлық күш моменттерінің қосындысы нөлге тең.

Денеге үш күш әсер етеді: G тартылыс күші, үстел жағынан N күші және гір жағынан F күші, гірдің салмағы Р₁тең (сурет 43). Үстелдің шетіне байланысты N күш моменті нөлге тең, онда күш моменті ережесі бойынша мынаған тең:

G*l = P₁l₁, G = p₁ l₁/l

Дененің салмағы оған әсер ететін тартылыс күшіне тең, яғни

Р = G.

Гірдің салмағы белгілі болғандықтан, дененің салмағын өлшеу үшін G және F күштерін анықтау керек.
Тапсырма 16. Түтікшеден ағып шығатын су ағыны жылдамдығының, осы түтіктегі су деңгейіне тәуелділігін зерттеңіз.

Құрал-жабдықтар: муфта мен табанды штатив; шкаласы бар шыны бюретка және резеңкелі түтік; серіппелі қысқыш; бұрандалы қысқыш; секундомер; құйғыш; кювета; суы бар стакан; миллиметрлік қағаз.

Шешуі:

Штативке вертикаль бекітілген бюреткаға құйғыш қолданып су құйыңыз. Бұрандады қысқыш көмегімен резеңке түтіктегі шығу тесігінің көлемін дұрыстаймыз. Тесіктін көлемі судың ағу уақыты тым кішкентай болмасын деп және су ағыны үзілмесін деп дұрыстаймыз. Сосын, серіппелі қысқыш арқылы бюреткадағы бастапқы су деңгейінің биіктігін жазып, t ағып кету уақытын секундомермен өлшейміз. Нәтижесінде әртүрлі h үшін V=Δh/Δt жылдамдықтарын табуға болатын t = t(h) кестесін аламыз.
Тапсырма 17. Тығыздығы максимал болатын судың температурасын анықтаңыз.

Құрал-жабдықтар: t = 0°С температурадағы суы бар стакан; металл тығыршық; термометр; қасық; сағат; кішкентай стакан.

Шешуі:

Стакан көлемі бойынша температураның біркелкі таралуы үшін кішкентай қасықпен суды араластырамыз. Сосын тығыршыққа стаканды коямыз және уақытқа байланысты стакан түбіне жақын судағы температураның тәуелділігін зерттейміз. Басында температура өседі, содан соң түп жанында ізделінген шама ~ 10 минут ішінде тұрақтанады, содан кейін қайта өседі.
Тапсырма 18. mg < T, T жіптің алшақтаған қүшін анықтаңыз.

Құрал-жабдықтар: ұзындығы l = 50 см бау; жіп немесе жұқа сым; сызғыш; салмағы белгісіз жүк; штатив.

Шешуі:

x және y өлшейміз (сурет 44 және 45)


Сурет 44	Сурет 45

Тапсырма 19. Салмағы белгілі металлды цилиндр мен үстел бетінің үйкеліс коэффициентін анықтаңыз.

Құрал-жабдықтар: массалары шамамен бірдей екі металлды цилиндр (біреуінің массасы белгілі (т = 0.4 –0,6 кг); ұзындығы 40 – 50 см сызғыш; Бакушинский динамометрі.

Шешуі:

45-ші суретте көрсетілгендей цилиндрді, сызғышты және динамометрді орналастырамыз.

F₂күшімен сызғыштың соңына әсер етсек массасы белгілі цилиндр орнынан қозғалады. Рычагтың тепе-теңдік күші Nl = F₂l₂ (сурет 46), бірақ N = F₁ сонда

Екінші жағынан F₁ = kmg, осыдан


Сурет 46	Сурет 47

Тапсырма 20. Ағаш білеушенің және металлдың кішкене бөлшегінің тығыздығын анықтаңыз.

Құрал-жабдықтар: өлшеулі ыдыс, ағаш білеуше, кішкентай металл бөлшектері, суы бар ыдыс, ρ_c = 1000 кг/м³.

Ұйымдастырушылар үшін ескерту: білеушенің өлшемі өлшенген ыдыста жүзе алатындай, металл бөлшектерін салған кезде аударылмауы керек. Білеушені суға батыру үшін металл бөлшектерінің массаларының қосындысы жеткілікті болуы керек.

Шешуі:

V₀— өлшеулі ыдысқа құйылған судың көлемі болсын. Білеушені суға түсіреміз. Судың көлемінің қосындысын және білеушенің суға батырылған бөлігін(ыдыс шкала бойынша өлшенген) V₁ арқылы белгілейміз. Білеушенің үстіне оның сыртқы беті судың бетімен бірдей болғанша кішкентай металлдарды саламыз. Судың көлемінің жаңа қосындысын және білеушенің суға батырылған бөлігін V₂ деп белгілейміз. Енді білеушенің үстіндегі металл бөлшектерін ыдыстың ішіне саламыз. Судың көлемінің қосындысын және металл бөлшектерін V₃ деп белгілейміз.

Тепе-теңдік шартын екі жағдай үшін жазайық, бірінші жағдайда металл бөлшектері білеушенің үстінде және білеуше суға толық батырылған, екінші жағдайда металл бөлшектері білеушенің үстінен суға түсірілген:

ρ_бV_б = ρ_cV_п, ρ_мV_м + ρ_бV_б = ρ_cV_б

Мұнда ρ_б – білеушенің тығыздығы, V_б – оның көлемі, V_п – білеушенің жүктелген бөлігінің көлемі, ρ_м – металлдың тығыздығы, V_м – металлдардың бөлшектерінің көлемінің қосындысы. Сонда аламыз:

ρ_б = ρ_cV_п/V_б ,

ρ_м = ρ_c(V_б - V_п)/ V_м ,

ρ_б = ρ_c(V₁ – V₀)/( V₂ – V₀) ,

ρ_м = ρ_c (V₂ – V₁)/( V₃ – V₁)
Тапсырма 21. Қосымша жүгі бар өзектің бір жағынан ілінген нүктесі мен бекітілген жүктің нүктесі арасындағы арақашықтықтың тербеліс периоды неге тәуелді екенін анықтаңыз.

Құрал-жабдықтар: штатив, өзек, қосымша жүк, сағат, жіп.

Шешуі:

Тәжірибені орындау үшін еркін тербеліс жасай алатындай етіп өзекті штативке ілеміз. Ілінген нүктесіне белгісіз бір қашықтықта қосымша жүк іліп, сол арақашықтықты сызғышпен өлшейміз. Өзекті қозғалысқа келтіреміз және бірнеше тербеліс жасаған уақытын өлшейміз. Ілінген нүктесінен жүктің арақашықтығын өзгерте отырып, өлшеуді бірнеше рет қайталаймыз. Солай ізделіп отырған тәуелділікті аламыз.
Тапсырма 22. Майдың тығыздығын анықтаңыз.

Құрал-жабдықтар: штатив, суы бар ыдыс, майы бар ыдыс, екі шыны түтік, резеңке түтік, сызғыш, шұңқыр (воронка).

Шешуі:

Шыны және резеңке түтіктерден U-бейнелі ыдыс жинаймыз, штативке оны бекітеміз, су құямыз, содан кейін бағандарының біреуіне майды абайлап құямыз. Ыдыстардағы бағандардың сұйықтықтардың биіктіктердің айырымын сызғышпен өлшей, сулар мен майлардың тығыздықтарыдың қатынасын есептейміз.

жүктеу 1,08 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 22 23 24 25 26 27 28 29 ... 39