(TIỂU LUẬN) báo cáo THÍ NGHIỆM vật lý 1 xác ĐỊNH mô MEN QUÁN TÍNH của BÁNH XE VA lực MA sát TRONG ổ TRỤC QUAY

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG *** BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LÝ Mơn: Thí nghiệm Vật lý đại cương GV: …Huỳnh Hồng Trung Nhóm Thành viên: 1.Trần Diệp Hồng Lân Phạm Minh Mẫn Nguyễn Minh Phương Bài 1: XÁC ĐỊNH MƠ MEN QN TÍNH CỦA BÁNH XE VA LỰC MA SÁT TRONG Ổ TRỤC QUAY ooo -1- Bảng số liệu: −1 - Khối lượng nặng: m = (1,92±0 ,02).10 - Độ xác thước kẹp: 0,02 (mm) - Độ xác máy đo thời gian MC-963A: 0,001 (s) - Độ xác thước milimét T: (mm) - Vị trí A: ZA = 40 (mm) - Vị trí B: ZB = 493(mm) - Độ cao vị trí A: h1 = ZB – ZA =453 (mm) - g= (9 ,87±0 ,05 )(m/s ) (kg) h1=Z B−Z A=453(mm) h =ZB−ZC=493−212 ,2=280 , 8(mm ) Lần đo d (m 10 Trung bình 2- Tính lực ma sát ổ trục a- Tính giá trị trung bình theo cơng thức (1.17) f ms=mg h −h =0 , 192 , 78 ( 453−280 , ) 10 h1+h2(453+280 , ) 10 −3 =0 , 44 (N ) −3 b- Tính sai số tương đối trung bình: ΔZ =γ B √( Δmax α ) +(ω ) =1,8 3 √( ) +(1 ) =0 848( mm) ⇒ Δh1=1 ,696 (mm) ΔZCnn = =4 , 77(mm ) ΔZCht = ΔZB =0 ,848( mm) ⇒ ΔZC = √(ΔZ cht )2 +(ΔZCnn )2 =√0 ,8482 +4 , 772 =4 , 844(mm ) Δh2 =ΔZB + ΔZC =0 , 848+4 , 608=5 , 692(mm) c- Tính sai số tuyệt đối trung bình: h1−h2 ⇔ ln f ms=lnm+ln g+ln(h1−h2 ) −ln(h1+h2) h1+h2 f ms=mg ⇔ df f ms ms d (h −h ) d (h +h ) − =dm +dg + m g h1−h2h1+h2 ( − ) ( + ) ⇔ Δ f ms =Δm + Δg + Δ h1 h2 + Δ h1 h2 f m g h1−h2h1+h2 ms Δ ⇔ f ms f ms = Δm + Δg + Δh + Δh m g h21−h22 h1+h2 = Δm Δh h + Δg + Δh h +Δ h 2h 2 m g h21−h22 Δm=0,002( kg);Δg=0 ,02( m/ s) Δf ¯ε f ms = f ms −3 −3 −3 −3 =| ,002|+|0,02|+|2.280,8.10 1,696.10 −2.453.10 5,456.10 | 2 −3 =0,033 0,192 9,78 (453 −280,8 ).(10 ) Δ f ms=¯εf ms f ms =0 , 033 , 44=0 ,0145 (N ) d- Viết kết đo lực ma sát f ms=f ms± mo Δf ms=(44±145 −3 ) 10 ( N ) 3- Tính momen quán tính bánh xe trục quay a- Tính giá trị trung bình momen qn tính Trong cơng thức (13), số hạng theo cơng thức (1.18) thì: (1.19) m d ¯I= 2 [ g.t h1(h1+ b- Tính sai số tương đối trung bình momen qn tính theo công thức (1.19) Δt ¿ nn Δt √ = √09 ,417 +0,189 +0,037 +0,402 +0,116 +0,067 +0 ,116 2 2 2 2 +0,2042+0,5032+0,2752+0,5372 ¿ , 343(s ) Δt γ ht = α √( =√ Δt Δd ¿ nn = Δtnn √ √09,246 +0 ,006 +0,054 +0 ,106 +0 ,394 +0,594 +0,206 +0,106 +0,166 +0,206 2 2 2 2 2 ¿ , 280(mm) Δdht =γα √( ω ) +( Δ max ) =1,8 √(0 ,302 ) +(0 ,302 ) =0 , 2 017(mm ) Δd=√Δd √0 ,2802+0, 0172=0 ,280( s) 2 nn+Δd ht= c- Tính sai số tuyệt đối trung bình momen quán tính ΔI I ε I= I= md ( g.t h h 1( h1+h2 ) ) ⇔ ln I=lnm+2ln d−ln 4+lg g+2ln t +ln h2−ln[ln h1+ln(h1+h2)] dh ⇔ dI =dm +2 dd +dg +2 dt + I m d g t h2 h + dh d (h +h ) + h1+h2 Δh ⇔ ΔI =Δm +2 Δd +Δg +2 Δt + I m dg th2 h1 h1+h2 + Δh + Δh +Δh ⇔ εI=0,002 +2.0,02 +0,05 +2.0,343 +5, 456 +1,696 +1,696+5,456 0,192 8,306 9,87 5,892 280,8 453 453+280,8 ⇔ εI=0,17 ε I= ΔI −3 −4 I ⇒ ΔI=εI I=0,162.0,97.10 =1,649.10 d- Viết kết đo momen quán tính I −3 I=¯I± Δ¯I=(0 97±0, 17 ) 10 ( kg.m ) Bài 2: XÁC ĐỊNH GIA TỐC TRỌNG TRƯỜNG BẰNG CON LẮC VẬT LÝ ooo -1-Bảng số liệu: - Độ xác thước kẹp: 0,02.(mm) - Độ xác máy đo thời gian MC-963A: 0,01 (s) - Chiều dài lắc vật lý: L = (7,01±0,01).10-1 (m) a ( mm ) 10 15 20 25 30 35 40 T (s) Hai đường cong giao a =27(mm) ứng với T1 = T2 = TVL = 1,683(s) Vậy chu kỳ dao động lắc vật lý là: ΔT =γ √( ht Δmax ) +(ω ) =1,8 3 √( , 01 3-Tính gia tốc trọng trường g theo cơng thức: T=2π √ G 4-Tính sai số tương đối g ) +(0 , 01 ) =8,5 10 2 −3 (s) Δaht= Δght =γ √(3Δ max )2+(ω3 )2=1,8 √(03 , 02 )2+(03 , 02 )2=0 , 017( mm) Δa=2 , 017=0 , 034(mm ) ΔT=2 1,7 10 ΔL=γ √( Δ max ⇔ dg g =2 dπ −4 =3,4 10 ) +( ) =1,8 ω ⇔ −4 π+ dL L +2T √( (s) , 02 3 dT Δg Δπ ΔL ΔT +L +2 T =εg g =2 π ⇒ εg=2 , 0016 +0 , 85 10−3 +3 , 38 10−4 π 0,71,683 5-Tính sai số tuyệt đối g 6-Viết kết đo g g± )2+(0 , 02 )2=0 , 85(mm ) =2 , 43 10−3 Bài 3: XÁC ĐỊNH TỶ SỐ NHIỆT DUNG PHÂN TỬ CHẤT KHÍ ooo 1- Bảng số liệu: - Độ xác thước mm: (mm) - Giá trị y1 = 136 (mm) - Giá trị y1 = -126 (mm) - Độ chênh lệch áp suất: H = y1 – y2 = 136-(-126) = 262 (mm) Lần đo 10 Trung bình Căn vào đồ thị, xác định giá trị dòng điện I1: I1 = 4,2 0,303(A) 3- Tính giá trị điện tích riêng: e X= = m α μ 4- Tính sai số tương đối: 8U X= dX ⇔ dU = X U Δμ ⇔ ΔX = ΔU +2 Δα + +2 Δn +2 ΔI +2 Δd =εX X 2 α μ n U αμ n I max1 d => ε = X 5- Tính sai số tuyệt đối: 22 21 ΔX=εX X =0 ,156.2,2 10 =3,432 10 6- Viết kết đo: X =(2,2±0,3).10 22 7- So sánh giá trị đo Tính độ lệch tỷ đối: 10 |17,6.10 − ⇔ 17,6.10 Bài 7: NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG QUA CÁCH TỬ PHẲ XÁC ĐỊNH BƯ 1- Xác định bước sóng chùm tia laser: a- Bảng số liệu - Chu kỳ cách tử phẳng: - Tiêu cự thấu kính hội tụ: - Độ xác panme: 0,01 mm - Độ xác thước milimét:1 mm Lần đo Giá trị TB b- Tính giá trị trung bình khoảng cách a: a¯ = ¯ x − x ¯ +1 −1 da= dx+1 - dx-1 Δ Δ a= x+1- Δ x-1 Δa¯=Δ x¯+1−Δ¯x−1=15 ,28−8 , 48=6 , 80(mm ) c- Tính sai số tuyệt đối trung bình: , ω √ Δx ht=γ +1 , α (3 √ − (Δ ¯x+1 2+ Δx+1( 1)) − (Δ ¯x+1 Δx+1( Δx+1 nn= ω √( Δx ht=γ −1 α √ (Δ¯x−1 − 2+ Δx−1( 1)) − ( Δ¯x−1 Δx−1 Δx−1 nn= = Δx √ +1 Δx ( Δx = √ ( Δx ) +1ht ) −1 Δa=Δx+1+ Δx−1=0 , 14+0 , 07=0 , 21(mm) d- Tính giá trị trung bình bước sóng : a¯ 6, ¯λ=d f =1, 00 10−4 500 80 =6,8 10−7=0, 68 10−6(m ) −1 ht e- Tính sai số tương đối trung bình bước sóng: a λ=d ⇔ ln d+ln a−ln 2−ln f ⇔ 02(mm ) dλ dd = + da 2fλdafdaf ¯ −7 ¯Δ λ=¯ελ λ=0 , 02 6,8 10 =1 ,36 10 −8 − df ⇔ Δd + Δa − Δf =ε¯λ=0 , (m) h- Viết kết đo bước sóng : ¯ ¯ −7 λ= λ±Δ λ=(6 ,80±0 , 136) 10 ( m) 2- Khảo sát phân bố cường độ sáng ảnh nhiễu xạ: a- Bảng số liệu 2: Ampere kế A: Im= A, cấp xác: kA=1,5%, độ chia nhỏ nhất: ΔI max=k A Im =0 , 015 1=0 , 015( μA ) x(mm ) I( A) ( A) b- Vẽ đồ thị I = f (x) (chú ý vẽ ô sai số cho điểm thực nghiệm) I -15 x (mm) A = 0,02 Bài 8: KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG BỨC XẠ NHIỆT NGHIỆM ĐỊNH LUẬT STEFAN - BOLTZMANN 1- Bảng số liệu 1: Nhiệt độ phịng thí nghiệm: 32o C I (mA) 50 mA 100 mA a- Tính theo cơng thức (8.14) cho lần đo, ghi vào bảng số liệu 1, sau tính giá trị trung bình b- Tính giá trị trung bình điện trở dây tóc đèn theo công thức: Rp R = 1+α +β t 2- Bảng số liệu - Thang đo cực đại volt kế (mV): Um =1 (mV) - Cấp xác volt kế (mV): kV =1,5% - Độ chia nhỏ volt kế (mV): V =0,02 Ung (V) Δmax =1.1,5%=0,015 (mV) a- Tính nhiệt độ tuyệt đối T dây tóc bóng đèn (Đ) theo cơng thức sau: b- Tính sai số lgE lgT ΔE Δ lg E= E ln c- Vẽ đồ thị hàm lgE = f(lgT) biểu diễn hệ trục tọa độ lgE lgT Cho lgT = 0,01 đồ thị hàm lgE = f(lgT) 12 10 lgE 2.95 lgT d- Dùng đồ thị tính độ dốc (hệ số góc đoạn thẳng dài nhất) theo cơng thức: tg α= e- Tính sai số viết kết S *Sai số tương đối: ε S=ln S=ln (lglg E i − lg E i − lg E E j j ) +ln (lglg T i+ Ti lg T j − lg T j ) ¿ d (lg Ei+lg E j ) +d (lg T i+lg T j ) = Δlg Ei+Δ lg E j +Δ lgT i+Δ lg Tj lg Ei−lg E jlg T i−lgT jlg Ei−lg E jlg T i−lgT j −3 ,51.10 +0,04 ¿ +0,80 *Sai số tuyệt đối: ΔS=εS S=0,064.1,90=0,1216 f-So sánh với giá trị S = công thức (10) kết luận: Định luật Stefan - Boltzmann nghiệm hay không nghiệm đúng? S=0,1216εn1= Ibh1+e = 48+6.10 =0,0312(V)=>Δn1=ε1.n1=0,0312.3.10 =9,36.10 ¿εn2= Ibh+ e=46 +10 =0,0326(V)=>Δn2=ε2.n2=0,0326.2,875.10 =9,37.10 ¿¿¿ n¯= ebh⇔ln {n¯=lnIbh−lne⇔ n n1=(3±0 ,09).10 12 Kết quả: n2=(2 , 87±0 , 09).10 12 f- Nhận xét kết giá trị n n2 ¿¿ : số quang electron Ibh(2) < Ibh(1) Xác định cơng electron a-Bảng số liệu 2: UAK (V) I( A) b- Vẽ đồ thị I = f(UAK) ánh sáng màu có bước sóng =0.45*10^(-6) Đồ thị I = f(UAK) ánh sáng màu có bước só I( A) 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 UAK (V) - Tính tần số ánh sáng màu: f = c/ c f= λ - Giá trị hiệu điện cản UC U C=−0,93(V ) c- Tính giá trị cơng electron A theo công thức (9.6) A=h f −e UC=6 ,625 10 −34 ,67 10 14 +1,6 10 −19 , 93=5,9 10 −19 (J ) d- Tính sai số viết kết phép xác định cơng electron c f = λ ⇔ ln f =ln c−ln λ ⇔ Δf =f f =7 10 Δh −3 df f= dc c− dλ Δf Δc Δλ −3 −3 −3 λ⇔ f= c+ λ =6 10 +10 =7 10 (m) 14 12 6.67 10 =4, 67 10 (m) h=5%=0 , 05=> Δh=0 , 05 ,625 10 −34 =3 , 31 10 −35 (H) Δe −7 −19 −7 −26 e =10 => Δe=1,6 10 10 =1,6 10 (V ) A=h f −e.U C ⇔ln A=f ln h+ln f f +UC ln e+e ln UC ⇔ dA =f dh +h df + U C de + e dU C A hfeUC ⇔ ΔA Δh Δf Δe ΔUC +h f +UC e +e C A =f h ⇔ ΔA=f Δh+h Δf +UC Δe+e ΔUC ¿ 6,67.1014.3,31.10−35+6,625.10−34 ,67.1012+0,93.10−7 1,6.10−26+1,6.10−19 ¿ 2,77.10−20(J ) A=(5,9±0,27).10 Kết quả: −19 (J) (00,,01593 ) ...Bài 1: XÁC ĐỊNH MƠ MEN QN TÍNH CỦA BÁNH XE VA LỰC MA SÁT TRONG Ổ TRỤC QUAY ooo -1- Bảng số liệu: ? ?1 - Khối lượng nặng: m = (1, 92±0 ,02) .10 - Độ xác thước kẹp: 0,02 (mm) - Độ xác máy đo... 10 ( N ) 3- Tính momen quán tính bánh xe trục quay a- Tính giá trị trung bình momen qn tính Trong cơng thức (13 ), số hạng theo cơng thức (1. 18) thì: (1. 19) m d ¯I= 2 [ g.t h1(h1+ b- Tính sai số... ht=γ +1 , α (3 √ − (Δ ¯x +1 2+ Δx +1( 1) ) − (Δ ¯x +1 Δx +1( Δx +1 nn= ω √( Δx ht=γ ? ?1 α √ (Δ¯x? ?1 − 2+ Δx? ?1( 1) ) − ( Δ¯x? ?1 Δx? ?1 Δx? ?1 nn= = Δx √ +1 Δx ( Δx = √ ( Δx ) +1ht ) ? ?1 Δa=Δx +1+ Δx? ?1= 0 , 14 +0