Задание 17: Экспериментальные задания

В условии обычно перечисляется оборудование (например: динамометр, брусок, набор грузов; или линза, источник света, экран; или источник тока, амперметр, вольтметр, резистор, провода) и формулируется цель — определить физическую величину: коэффициент трения, жёсткость пружины, плотность тела, фокусное расстояние линзы, сопротивление проводника. Иногда показания приборов нужно «снять» по рисунку.

Максимум за задание — 4 балла. Обычные критерии:

• 1 балл — верно указана формула (метод), связывающая измеряемые величины с искомой;
• 1 балл — верно описано, что и как измеряется, каким прибором; …

Механика:

• Вес тела: $P = mg$, где $g \approx 10\ \text{Н/кг}$.
• Сила трения скольжения: $F_{тр} = \mu N$, при движении по горизонтали $N = P$.
• Закон Гука: $F_{упр} = kx$, где $x$ — удлинение пружины.
• Плотность вещества: $\rho = \dfrac{m}{V}$.
• Скорость равномерного движения: $v = \dfrac{s}{t}$.
• Момент силы: $M = Fl$, условие равновесия рычага $F_1 l_1 = F_2 l_2$.
• Работа и мощность: $A = Fs$, $N = \dfrac{A}{t} = Fv$.

Оптика:

• Формула тонкой линзы: $\dfrac{1}{F} = \dfrac{1}{d} + \dfrac{1}{f}$, где $d$ — расстояние от предмета до линзы, $f$ — от линзы до изображения.
• Увеличение: $\Gamma = \dfrac{f}{d} = \dfrac{H}{h}$.
• Закон отражения: угол падения равен углу отражения.
• Закон преломления: $n = \dfrac{\sin\alpha}{\sin\beta}$.

Электричество:

• Закон Ома: $I = \dfrac{U}{R}$.
• Последовательное соединение: $R = R_1 + R_2$, $I=I_1=I_2$, $U=U_1+U_2$.
• Параллельное соединение: $\dfrac{1}{R} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2}$, $U=U_1=U_2$, $I=I_1+I_2$.
• Мощность: $P = UI = I^2R = \dfrac{U^2}{R}$.

Цена деления прибора = (верхнее значение шкалы − нижнее значение шкалы) / число делений; показания снимаются по ближайшему делению шкалы.

1. Определить искомую величину и данное оборудование.
2. Вспомнить формулу, связывающую искомую величину с измеримыми.
3. Расписать, что и каким прибором измеряется, указать единицы.
4. Определить цену деления прибора и снять показания.
5. При необходимости провести несколько измерений и взять среднее.
6. Подставить значения в формулу, перевести единицы (мм → м, г → кг, см → м) и вычислить.
7. Записать ответ с единицами измерения и оценить его правдоподобность.