مقاومت موازی ومتوالی

 

_	اندازه گیری شده I	اندازه گیری شدهI	عملی R=V/I	Rواقعی	خطا
1	0.86	0.87	0.98	1	-0.02
2	1.32	0.87	1.517	1.5	0.011
3	2.86	0.87	3.28	3.3	-0.006
کل	5.05	0.87	5.804	5.8	0.0006

 

R_T = R₁ + R₂ + R₃                    R_T = 0.98 +1.517 + 3.28 = 5.804              R_T =1+ 1.5 + 3.3 =5.8

خطاF_R

     F_R1  = - 0.02                                               F_R2  = 0.011

    F_R3  = - 0.006                                           F_RT  = 0.0006

 

 

 

 

 

 

_	اندازهگیریشده I	اندازهگیریشدهI	عملی R=V/I	Rواقعی	خطا
1	5.05	5.11	0.98	1	-0.02
2	5.05	3.28	1.53	1.5	0.02
3	5.05	1.53	3.3006	3.3	0.00018
کل	5.05	9.9	0.51	0.5102	-0.0003

 

R_T = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃

F_R

F_R1  = -0.02                                       F_R2  = 0.02

F_R3  =0.00018                              F_RT = -0.0003

 

 

 

کولیس و ریزسنج

آزمایش 1: اندازه گیری

موضوع آزمایش: آشنایی با برخی از ابزارهای اندازه گیری

هدف: اندازه گیری ابعاد اجسام کوچک

مقدمه

برای اندازه گیری مستقیم بعضی از کمیت ها می توان از ابزارهای ویژه ای استفاده کرد. مثلاً برای اندازه گیری طول از متر، برای اندازه گیری جرم از ترازو، برای اندازه گیری وزن از نیروسنج، برای اندازه گیری دما از دماسنج، و غیره استفاده می شود. برای اندازه گیری کمیت هایی با اندازه های مختلف نمی توان از یک ابزار مشخص استفاده نمود. مثلاً برای اندازه گیری طول، عرض و ارتفاع یک اتاق می توان از متر نواری استفاده کرد. درحالی که برای اندازه گیری طول و عرض یک ور کاغذ بهتر است از خط کش استفاده شود. به دلیل نازک بودن کاغذ اندازه گیری ضخامت آن با خط کش امکان پذیر نیست. درچنین مواردی از ابزارهایی استفاده می شود که بتواند کسر کوچکی از میلی متر را اندازه بگیرد.در این آزمایش چند وسیله اندازه گیری و طرز کار آنها آموزش داده می شود.

الف آشنایی با کولیس و طرز کار آن

ادامه نوشته

بررسی حرکت نوسانی آونگ ساده

موضوع آزمایش: بررسی حرکت نوسانی آونگ ساده.

هدف: تعیین شتاب گرانش(g) زمین با استفاده از آونگ ساده.

مقدمه

اونگ ساده به دستگاهی شامل جرم نقطه ای اتلاق می شود که به نخ بی جرمی متصل شده و در صفحه ای قائم حرکت رفت و برگشتی انجام می دهد. در عمل گلوله ای کوچک که به رشته نخی سبک متصل شده باشد، آونگ ساده تلقی می شود.

وسایل مورد نیاز

ادامه نوشته

اندازه گیری ضریب اصطکاک برای سطوح مختلف

عنوان: اندازه گیری ضریب اصطکاک برای سطوح مختلف

هدف آزمایش  :  تعیین ضریب اصطکاک ایستایی وجنبشی سطح افقی و شیبدار

مقدمه

قوانین اصطکاک : اصطکاک نیرویی است که با حرکت دو سطح نسبت به هم مخالفت می‌کند. مقدار این نیرو متناسب است با نیروی عمودبرسطح بین دو جسم. در مدل‌های ساده‌شده، اصطکاک را در دو دستهٔ اصطکاک جنبشی و اصطکاک ایستایی رده‌بندی می‌کنند.نیروی اصطکاک ایستایی fsوقتی دو جسم نسبت به هم ساکن‌اند به هر یک از دو جسم وارد می‌شود و دقیقاً مخالف نیرویی است که می‌خواهد دو جسم را نسبت به هم بلغزاند. این نیرو مقدار بیشینه‌ای دارد که با نیروی عمودبرسطح متناسب است     :                                              Fs,max=μs N

نیروی اصطکاک علاوه بر نیروی عمودی به جنس سطح و جسم نیز بستگی دارد. به طوری که سطح ناصاف دارای اصطکاک بیشتری است. اثر جنس جسم و سطح را در اندازه نیروی اصطکاک که ضریب تناسب بین نیروی اصطکاک و نیروی عمودی است نشان می دهند و به ضریب اصطکاک موسوم است. بنابراین هرعاملی که موجب کاهش یا افزایش مقدار نیروی عود بر سطح شود، نیروی اصطکاک را هم به همان نسبت کاهش یا افزایش می دهد. زمانی که به جسمی نیرو وارد می کنید ولی جسم حرکت نمی کند درحقیقت نیرویی که شما وارد می کیند از نظر اندازه با نیروی اصطکاک هم اندازه می باشد و وقتی که نیروی وارده را زیاد کنید نیروی اصطکاک هم زیاد می شود تا زمانی که اگر نیروی وارده از شما برجسم از بیشینه نیروی اصطکاک بین جسم و سطح (اصطکاک درحال سکون) بیشتر شود آن گاه جسم شروع به حرکت خواهد کرد که این نیروی اصطکاک جنبشی مقدارش ثابت و برابر با fk=μkN است.  ولی وقتی که جسم به حرکت درآمد برای ادامه حرکت می بینیم به نیروی کمتری نیاز داریم. یعنی μk معمولاً کوچک ‌تر از μs است.

وسایل آزمایش  :   سطح صاف و سطح  شیبدار چوبی متحرک ، جسم به جرم m1، جسم به جرم m2،  پایه نگهدارنده ،  نخ متصل کننده دو جرم ، ترازو، جسم چوبی، قرقره ،  یک کفه

آزمایش اندازه گیری ضریب اصطکاک:

نیروی اصطکاک همواره با نیروی عمودی که از طرف جسم بر سطح اتکای آن وارد می‌شود، متناسب است. نیروی عمودی که گاهی نیروی بار نیز گفته می‌‌شود، نیرویی است که هر جسم در راستای عمود بر سطح تماس خود به جسم دیگر یا به سطح اتکای خود وارد می‌‌کند. این نیرو از تغییر کشسان اجسام در تماس ناشی می‌‌شود. مثلا در مورد جسمی ‌که روی یک میز افقی به حالت سکون قرار دارد یا روی آن می‌‌لغزد، بزرگی نیروی عمودی با وزن جسم برابر است. چون جسم شتاب  قائم ندارد، لذا باید میز نیز نیرویی به طرف بالا بر آن وارد کند که بزرگی آن با کشش رو به پائین وارد بر جسم از طرف زمین ، یعنی با وزن جسم ، برابر است.بیشترین مقدار نیروی اصطکاک با کمترین نیروی لازم برای شروع به حرکت جسم برابر است. وقتی که حرکت شروع شد، معمولا نیروی اصطکاک بین سطوح کاهش پیدا می‌‌کند و نیروی کمتری برای یکنواخت ماندن حرکت لازم است. همچنین گفتیم که بزرگی نیروی اصطکاک با نیروی عمود بر سطح از طرف جسم متناسب است. ضریب تناسبی که این رابطه تناسب را به تساوی تبدیل می‌‌کند،ضریب اصطکاک  نام دارد. ضریب اصطکاک به عوامل مختلفی چون جنس ماده ، پرداخت سطحی ، فیلمهای سطحی ، دما و میزان آلودگی سطح بستگی دارد. در این آزمایش سعی داریم در مورد چند سطح مختلف ضریب اصطکاک را محاسبه کنیم. 

اندازه گیری ضریب اصطکاک سطح افقی

در این آزمایش روش کار به این صورت است که مکعبی از جسم مورد نظر را که می‌‌خواهیم ضریب اصطکاک آن را تعیین کنیم، به ریسمانی بسته و آن را روی یک سطح افقی (مانند سطح روی یک میز) قرار دهیم. به انتهای دیگر ریسمان که از لبه میز آویزان شده است، کفه‌ای وصل می‌‌کنیم. همچنین در لبه میز قرقره‌ای قرار می‌‌دهیم و ریسمان را از روی شیار قرقره عبور دهیم تا به راحتی حرکت کند. حال بر روی کفه تعدادی وزنه قرار می‌‌دهیم و با انگشت خود ضربه‌های کوچکی به میز می‌‌زنیم تا مکعب شروع به حرکت کند. همچنین بر روی مکعب وزنه‌ای با جرم معین قرار داده شده است.

در لحظه شروع به حرکت نیرویی که از طرف وزنه‌های داخل کفه اعمال می‌‌شود، با بیشترین مقدار نیروی اصطکاک (یعنی نیروی اصطکاک ایستایی) برابر است. وزنه‌ای که روی مکعب قرار دارد، نیرویی عمودی برابر با نیروی وزن خود بر مکعب وارد می‌‌کند. بنابراین ضریب اصطکاک برابر است با نسبت نیرویی که از طرف وزنه‌های موجود در کفه وارد می‌‌شود، بر نیروی عمودی.

نتیجه: برای اینکه مقدار μ_s را با دقت بیشتر بدست ‌آوریم، می‌‌توانیم منحنی نیروی وزنه ها را بر حسب نیروی عمودی رسم نموده و از شیب آن μ_s را پیدا کنیم. برای این کار باید آزمایش را به تعداد دفعات مختلف انجام دهیم و نموداری با داده‌های مختلف رسم کنیم. اگر همین آزمایش را برای مکعب‌هایی با جنسهای مختلف انجام دهیم، ملاحظه می‌‌کنیم که μ_s ضریب اصطکاک ایستایی متناسب با جنس مکعب تغییر می‌‌کند.

اندازه گیری ضریب اصطکاک روی سطح شیبدار

هر سطحی با افق زاویه بسازد، سطح شیبدار گفته می‌‌شود. اگر جسمی ‌بر روی سطح شیبدار قرار داده شود، تحت اثر نیروهای وزن جسم ، واکنش عمودی سطح شیبدار و نیروی اصطکاک بین دو سطح تماس قرار می‌‌گیرد و جسم تحت اثر برآیند این نیروها حرکت می‌‌کند.

بنابراین برای انجام این آزمایش یک مکعب چوبی به جرم معین را روی سطح شیبدار قرار داده و آن را بوسیله یک تکه نخ و یک قرقره به وزنه‌ای که در داخل کفه‌ای قرار دارد و آویزان است، وصل می‌‌کنیم. به این ترتیب ضریب اصطکاک که با \tg θ برابر است، قابل اندازه گیری خواهد بود. این آزمایش را چند بار تکرار می‌‌کنیم و به این ترتیب μ_s مناسبی را انتخاب می‌‌کنیم.

 اندازه گیری ضریب اصطکاک جنبشی : برای این کار مکعب چوبی را روی سطح شیبدار قرار داده و به تدریج زاویه سطح شیبدار را تغییر می‌‌دهیم تا اینکه قطعه چوب با یک ضربه کوچک با حرکت یکنواخت و ثابت روی سطح حرکت کند. (در ضمن شیب دادن به سطح مرتبا به مکعب ضربه‌های کوچک وارد می‌‌کنیم) سپس زاویه سطح شیبدار را بوسیله نقاله اندازه می‌‌گیریم .

روش انجام آزمایش :

ادامه نوشته