Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара
1. В конспекте сделать рисунок соответствующий абсолютно упругому удару (до и послевзаимодействия) и записать закон сохранения импульса для данного случая.
2. Включите кнопку «Упругий» справа внизу. 3. Установите, нажимая мышью на кнопки регуляторов, значение массы первой тележки m1 и ее начальную скорость![Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара - student2.ru](/images/matematika/yeksperiment-1-issledovanie-absolyutno-uprugogo-udara-444781-1.gif)
![Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара - student2.ru](/images/matematika/yeksperiment-1-issledovanie-absolyutno-uprugogo-udara-444781-2.gif)
Таблица 2 - Результаты измерений и расчетов для абсолютно упругого
Удара
Номер измерения | m1 = , ![]() | ||||||
m2 (кг) | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() ![]() | ![]() | |
Эксперимент 2. Исследование абсолютно неупругого удара
1. В конспекте сделать рисунок соответствующий абсолютно неупругому удару (до и послевзаимодействия) и записать закон сохранения импульса для данного случая.
2. Нажмите кнопку «Неупругий» справа внизу. 3. Установите, нажимая мышью на кнопки регуляторов, значение масс тележек и их начальные скорости указанные в таблице 1 для вашего варианта. 4.Проведите измерения, аналогичные эксперименту 1. Результаты запишите в таблицу 3.Таблица 3. Результаты измерений и расчетов для абсолютно неупругого
Удара.
Номер измерения | m1 = , ![]() | |||||
m2 (кг) | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() ![]() | ![]() | |
Обработка результатов и оформление отчета
1.Вычислить требуемые величины и заполнить таблицы 2 и 3.
2.Проанализируйте результаты и сделайте выводы по работе.
Вопросы и задания для самоконтроля1. Что такое удар (столкновение, соударение)?2. Какое столкновение называют абсолютно неупругим?3. Какое столкновение называют абсолютно упругим?4. При каком столкновении выполняется закон сохранения импульса?5. Дайте словесную формулировку закона сохранения импульса.6. При каком столкновении выполняется закон сохранения кинетической энергии?7. Дайте словесную формулировку закона сохранения кинетической энергии.8. Дайте определение кинетической энергии.9. Дайте определение потенциальной энергии.10. Что такое полная механическая энергия.11. Что такое замкнутая система тел?12. Что такое изолированная система тел?14. При каком столкновении выделяется тепловая энергия?15. При каком столкновении форма тел восстанавливается?16. При каком столкновении форма тел не восстанавливается?2.МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКАЛабораторная работа № 2.1ИЗУЧЕНИЕ АДИАБАТНОГО ПРОЦЕССА Ознакомьтесь с теорией в конспекте и учебнике ([1], § 71, 77-81). Запустите программу. Выберите «Термодинамика и молекулярная физика», «Адиабатический процесс». Нажмите кнопку с изображением страницы во внутреннем окне.Прочитайте теорию и запишите необходимое в свой конспект лабораторной работы. Закройте окно теории, нажав кнопку с крестом в правом верхнем углу внутреннего окна.Цельработы:
1. Знакомство с компьютерной моделью, описывающей адиабатический процесс в газах.
2. Экспериментальное подтверждение закономерностей адиабатичес- кого процесса.3. Экспериментальное определение показателя адиабаты, количества степеней свободы и структуры молекул газа в данной модели.Время: 2
Краткая теория Состояние системы имеет фиксированные значения макроскопическихпараметров, описывающих систему в целом. Параметры, характеризующие сис-тему в целом, называются параметрами состояния. Примерами являются тем-пература, давление, объем и т.д. Равновесным называется такое состояние системы, при котором все пара-метры системы имеют определенные значения, остающиеся неизменнымисколь угодно долго при неизменных внешних условиях. Обратимым называется процесс, при реализации которого в обратном на-правлении система проходит через те же состояния, что и при прямом ходе, нов обратной последовательности, и при этом в окружающей среде не происходитникаких изменений. Равновесные процессы всегда обратимы. Круговым процессом (ЦИКЛОМ) называется процесс, при котором системапосле ряда изменений возвращается в исходное состояние. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона) связывает между собой три макроскопических параметра![Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара - student2.ru](/images/matematika/yeksperiment-1-issledovanie-absolyutno-uprugogo-udara-444781-18.gif)
![Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара - student2.ru](/images/matematika/yeksperiment-1-issledovanie-absolyutno-uprugogo-udara-444781-19.gif)
![Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара - student2.ru](/images/matematika/yeksperiment-1-issledovanie-absolyutno-uprugogo-udara-444781-20.gif)
![Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара - student2.ru](/images/matematika/yeksperiment-1-issledovanie-absolyutno-uprugogo-udara-444781-20.gif)
![Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара - student2.ru](/images/matematika/yeksperiment-1-issledovanie-absolyutno-uprugogo-udara-444781-22.gif)
![Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара - student2.ru](/images/matematika/yeksperiment-1-issledovanie-absolyutno-uprugogo-udara-444781-20.gif)
Номер варианта | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Т1 | 50 | 70 | 100 | 120 | 140 | 170 | 200 | 220 |
Т2 | 230 | 240 | 250 | 260 | 270 | 280 | 290 | 300 |
Т (К) | ||||||
V (дм3) | ||||||
Р (кПА) |
![Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара - student2.ru](/images/matematika/yeksperiment-1-issledovanie-absolyutno-uprugogo-udara-444781-24.gif)
![Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара - student2.ru](/images/matematika/yeksperiment-1-issledovanie-absolyutno-uprugogo-udara-444781-25.gif)
![Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара - student2.ru](/images/matematika/yeksperiment-1-issledovanie-absolyutno-uprugogo-udara-444781-26.gif)
Цельработы:
1. Знакомство с компьютерной моделью, описывающей диффузию в газах.
2. Экспериментальное определение средней скорости теплового движения частиц в данной модели.
Время: 2 часа.
Краткая теория
При нарушении равновесия макросистема стремится вернуться в равновес-ное состояние. Явлениями переноса называются процессы, связанные с возникновением ввеществе направленного переноса (потока) массы, импульса или внутреннейэнергии. Диффузия есть процесс установления внутри фаз вещества равновесногораспределения концентраций, который обеспечивается направленным перено-сом массы этого вещества. Диффузия обусловлена тепловым движением моле-кул и проявляется в самопроизвольном выравнивании концентраций в смесинескольких веществ. Самодиффузия имеет место при самопроизвольном выравнивании концен-трации однородного вещества, если по некоторым причинам равновесное рас-пределение концентрации было нарушено. Длина свободного пробега λ есть среднее расстояние, которое пролетаетчастица между двумя последовательными столкновениями. Эффективный диаметр частицы есть минимальное расстояние, на котороесближаются центры двух сталкивающихся частиц.Рассмотрим два одинаковых сосуда, в каждом из которых находятся частицы определенного вида. Например, зеленые и красные как в данной модели. Сосуды соединены тонкой трубкой, массы частиц одинаковы.
N0-первоначальное число частиц,
N(t) – число частиц в момент времени t,
Sотв –площадь трубки, м2;
Lотв – её длина, м;
V-объем каждого из сосудов, м3.
Концентрация молекул –это число частицв единицеобъёма. Методика и порядок измерений Внимательно рассмотрите рисунок. Составьте конспект. Обратите внимание на две системы частиц, находящихся в начальный момент в левом (красные) и в правом (зеленые) объемах. Они абсолютно упруго стал-киваются друг с другом и со стенками сосуда. Количество частиц N0 каждой компоненты равно 100, и данная модель является хорошей «механической» моделью идеального газа. 1.Нажмите мышью кнопку «Старт» во внутреннем окне экрана. 2.В процессе исследований можно останавливать движение всех молекул (при нажатии кнопки «![Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара - student2.ru](/images/matematika/yeksperiment-1-issledovanie-absolyutno-uprugogo-udara-444781-27.gif)
![Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара - student2.ru](/images/matematika/yeksperiment-1-issledovanie-absolyutno-uprugogo-udara-444781-28.gif)
![Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара - student2.ru](/images/matematika/yeksperiment-1-issledovanie-absolyutno-uprugogo-udara-444781-28.gif)
![Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара - student2.ru](/images/matematika/yeksperiment-1-issledovanie-absolyutno-uprugogo-udara-444781-27.gif)
![Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара - student2.ru](/images/matematika/yeksperiment-1-issledovanie-absolyutno-uprugogo-udara-444781-28.gif)
![Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара Эксперимент 1. Исследование абсолютно упругого удара - student2.ru](/images/matematika/yeksperiment-1-issledovanie-absolyutno-uprugogo-udara-444781-27.gif)
Таблица 1 - Значения диаметров соединительной трубки, длительности