ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ. Обработка результатов измерений
1. Установите программу «Открытая физика 1.1» на компьютер.
2. Запустите установленную программу, в разделе – «Содержание», откройте вкладку «Механика», выберите компьютерную модель – «Реактивное движение», рисунок 3.
3. Включите непрерывный режим компьютерного эксперимента. Нажмите «Старт» и «Выбор». Установите начальную массу (М0 = 10 т) ракеты вместе с топливом в соответствии с таблицей 1 для первого эксперимента.
4. Проведите первый эксперимент. Нажмите «Старт» и на экране монитора наблюдайте движение ракеты в пространстве. Проанализируйте построенный график зависимости скорости движения ракеты от времени. Определите из графика максимальную скорость ракеты при полном сгорании топлива, когда ракета движется равномерно, без ускорения. Результаты измерения запишите в таблицу 1.
 |
| Рисунок 3 - Модель «Реактивное движение» |
Таблица 1 - Результаты измерений
| Номер эксперимента | |||||||||
| Первоначальная масса ракеты и топлива, M0, т | |||||||||
| Максимальная скорость движения ракеты, Vmax, м/c |
5. Повторите модельный эксперимент по пунктам 3 и 4 для всех девяти опытов. Результаты измерений запишите в таблицу 1.
6. Для начальной массы ракеты с топливом (по указанию преподавателя) через каждые 100 секунд зафиксируйте скорость ракеты и ее массу вместе с топливом. Для этого, после установления заданной массы топлива, нужно воспользоваться пошаговым режимом работы программы.
На панели инструментов нажмите кнопку – «Остановить все» – 
, далее нажмите – «Старт» – 
, после чего, нажимая необходимое число раз, на кнопку – «Выполнять по шагам» – 
проведите эксперимент. Результаты измерения запишите в таблицу 2.
7. По данным таблицы 1, постройте график зависимости Vmax от M0. По графику определите необходимый запас топлива для достижения первой и второй космических скоростей.
8. По данным таблицы 2 постройте графики зависимости скорости V(t) и массы ракеты M = m(t) от времени.
9. По графику M = m(t) определите скорость расхода топлива Uтоп.
10. По данным таблицы 2 рассчитайте значения ln M0/M, и постройте график зависимости V(t) от ln M0/M. По графику определите скорость истечения газов U.
Тангенс угла наклона зависимости характеризует скорость истечения газов:
.
Таблица 2 - Результаты измерений
| Номер опыта | Мп, кг | МТ, кг | M0, кг | t, c | V(t), м/с | M, кг | ln M0/M |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Получите формулу Циолковского.
2. Сформулируйте закон сохранения импульса.
3. Рассчитайте первую и вторую космические скорости.
4.Объясните предназначение и особенности движения многоступечатых ракет.
Л А Б О Р А Т О Р Н А Я Р А Б О Т А № 2 В
ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ РЕАЛЬНОГО ГАЗА
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
1. Изучить поведение реального газа. Исследовать уравнение состояния реального газа.
2. Изучить изотермы Ван-дер-Ваальса и проанализировать условия получения критического состояния.
3. По экспериментальным данным определить критические параметры исследуемого газа и рассчитать постоянные a и b уравнения Ван-дер-Ваальса.
4. Определить, какой газ применялся в эксперименте, и найти его массу.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Трофимова Т.И. Курс физики: учеб. пособие для вузов / Т.И. Трофимова. -
2-е изд. - М. : Высш. шк., 1990. - 478 с.
2. Савельев И.В. Курс общей физики: учеб. пособие для студентов втузов. В 3 т. Т.1: Механика. Молекулярная физика / И.В. Савельев. - М.: Наука, 1989. – 350 с.
3. Детлаф А.А. Курс физики: учеб. пособие для втузов / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. - М.: Высш. шк., 1989. - 608 с.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ