1. 1992. Определите с максимально возможной точностью сопротивление резистора.

Оборудование: источник тока, резистор с известным сопротивлением, резистор с неизвестным сопротивлением, стаканчик (стеклянный, на 100 мл), термометр, часы (можно использовать свои наручные), миллиметровая бумага, кусок пенопласта.

2. 1993. Определите коэффициент трения бруска о стол.

Оборудование: брусок, линейка, штатив, нитки, гиря известной массы.

3. 1994. Определите вес плоской фигуры.

Оборудование, плоская фигура, линейка, гирька.

4. 1995. Исследуйте зависимость скорости истечения струи, вытекающей из сосуда, от высоты уровня воды в этом сосуде.

Приборы и оборудование: штатив с муфтой и лапкой, стеклянная бюретка со шкалой и резиновой трубкой; пружинный зажим; винтовой зажим; секундомер; воронка; кювета; стакан с водой; лист миллиметровой бумаги.

5. 1995. Определите температуру воды, при которой ее плотность максимальна.

Приборы и оборудование: стакан с водой, при температуре t = 0 ^оС; металлическая подставка; термометр; ложечка; часы; маленький стакан.

6. 1996. Определите силу разрыва Т нити. тg < T.

Оборудование: планка, длина которой 50 см; нить или тонкая проволока; линейка; груз известной массы; штатив.

7. 1996. Определите коэффициент трения металлического цилиндра, масса которого известна, о поверхность стола.

Оборудование: два металлических цилиндра приблизительно одинаковой массы (масса одного из них известна (m = 0,4 — 0,6 кг)); линейка длины 40 — 50 см; динамометр Бакушинского.

8. 1997. Исследуйте содержимое механического «черного ящика». Определите характеристики твердого тела, заключенного в «ящике».

Оборудование: динамометр, линейка, миллиметровая бумага, «черный ящик» –закрытая банка, частично заполненная водой, в которой находятся твердое тело с прикрепленной к нему жесткой проволокой. Проволока выходит из банки сквозь малое отверстие в крышке.

9. 1997. Определите плотность и удельную теплоемкость неизвестного вам металла.

Оборудование: калориметр, пластмассовый стакан, ванночка для проявки фотографий, измерительный цилиндр (мензурка), термометр, нитки, 2 цилиндра из неизвестного металла, сосуд с горячей (t_г = 60° –70°) и холодной (t_x = 10° – 15°) водой. Удельная теплоемкость воды c_в = 4200 Дж/(кг×К).

10. 1998. Определите модуль Юнга стальной проволоки.

Оборудование: штатив с двумя лапками для крепления оборудования; два стальных стержня; стальная проволока (диаметром 0,26 мм); линейка; динамометр; пластилин; булавка.

Примечание. Коэффициент жесткости проволоки зависит от модуля Юнга и геометрических размеров проволоки следующим образом k = ES/l, где l – длина проволоки, a S – площадь ее поперечного сечения.

11. 1998. Определите концентрацию поваренной соли в выданном вам водном растворе.

Оборудование: стеклянная банка объемом 0,5 л; сосуд с водным раствором поваренной соли неизвестной концентрации; источник переменного тока с регулируемым напряжением; амперметр; вольтметр; два электрода; соединительные провода; ключ; набор из 8 навесков поваренной соли; миллиметровая бумага; емкость с пресной водой.

12. 1999. Определите сопротивления милливольтметра и миллиамперметра для двух диапазонов измерений.

Оборудование: милливольтметр (50/250 мВ), миллиамперметр (5/50 мА), два соединительных провода, медная и цинковая пластины, соленый огурец.

13. 1999. Определите плотность тела.

Оборудование: тело неправильной формы, металлический стержень, линейка, штатив, сосуд с водой, нить.

14. 2000. Определите сопротивления резисторов R₁, …, R₇, амперметра и вольтметра.

Оборудование: батарейка, вольтметр, амперметр, соединительные провода, переключатель, резисторы: R₁ – R₇.

15. 2000. Определите коэффициент жесткости пружины.

Оборудование: пружина, линейка, лист миллиметровой бумаги, брусок, груз массой 100 г.

Внимание! Не подвешивайте груз на пружине, так как при этом вы превысите предел упругой деформации пружины.

16. 2001. Определите коэффициент трения скольжения спичечной головки о шероховатую поверхность спичечного коробка.

Оборудование: коробка со спичками, динамометр, груз, лист бумаги, линейка, нить.

17. 2001. Деталь волоконно-оптического соединителя представляет собой стеклянный цилиндр (показатель преломления n = 1,51), в котором имеется два круглых цилиндрических канала. Торцы детали заклеены. Определите расстояние между каналами.

Оборудование: деталь соединителя, миллиметровая бумага, лупа.

18. 2002. «Черный сосуд». В «черный сосуд» с водой на нити опущено тело. Найдите плотность тела r_т, его высоту l уровень воды в сосуде с погруженным телом (h) и когда тело находится вне жидкости (h_o).

Оборудование. «Черный сосуд», динамометр, миллиметровая бумага, линейка.

Плотность воды r = 1000 кг/м³. Глубина сосуда Н = 32 см.

19. 2002. Трение. Определите коэффициенты трения скольжения деревянной и пластмассовой линеек о поверхность стола.

Оборудование. Штатив с лапкой, отвес, деревянная линейка, пластмассовая линейка, стол.

20. 2003. Заводная игрушка. Определите энергию, запасенную пружиной заводной игрушки (машинки), при фиксированном «заводе» (числе поворотов ключа).

Оборудование: заводная игрушка известной массы, линейка, штатив с лапкой и муфтой, наклонная плоскость.

Примечание. Заводите игрушку так, чтобы ее пробег не превышал длину стола.

21. 2003. Определение плотности тел. Определите плотность груза (резиновой пробки) и рычага (деревянной рейки), используя предложенное оборудование.

Оборудование: груз известной массы (пробка маркированная); рычаг (деревянная рейка); цилиндрический стакан (200-250 мл); нить (1 м); деревянная линейка, сосуд с водой.

Решение задач.

Решение 1. Собираем последовательную цепь, подключаем ее к источнику тока (см. рис. 17), погружаем резистор R₁ в воду и контролируем с помощью термометра T изменение температуры ∆t₁ воды в течение времени ∆t₁. Для достаточно малых промежутков времени ∆t можно пренебречь потерями тепла. Запишем для этого случая уравнение теплового баланса:

,

где c_в – удельная теплоемкость воды, m – ее масса.

Затем, погрузив в воду резистор R₂, повторяем эксперимент при той же силе тока I₁. В этом случае уравнение теплового баланса будет иметь вид:

где ∆t₂ – изменение температуры воды за время ∆t₂.

Взяв отношение количеств теплоты, получим искомую величину:

.

Примечание. Трудность опыта состоит в том, что пренебречь теплообменом с окружающей средой можно только при малой разности температур. Но измерить эту разность обычным термометром можно лишь с большими погрешностями.

Решение 2. Предварительно определяем массу бруска. Для этого размещаем брусок и гирю на линейке и с помощью правила рычага находим искомую массу M. Затем, привязав нить к гире и подвесив ее на штативе, отклоняем гирю с помощью бруска на такой угол a (рис. 18), когда сила, с которой гиря действует на брусок, равна силе трения скольжения:

F = F_mp

или

.

Необходимые для расчета тангенса угла параметры определяем с помощью линейки.

Решение 3. Чтобы определить вес плоской фигуры, сначала находим положение ее центра масс. С этой целью положим фигуру на стол так, чтобы она опиралась только на край стола, и проведем по фигуре карандашом линию вдоль края стола. Затем эту операцию повторим, изменив положение фигуры на столе. Центр масс фигуры будет находиться в точке пересечения этих двух линий.