Нужны данные для лабораторной работы. вот (ход работы описывать не нужно, пригодятся только данные, с которыми я сам разберусь. премного буду, если есть фото тетради с этой лабораторной) измерение индукции магнитного поля постоянного магнита. индукцию однородного магнитного поля в можно определить путем измерения магнитного потока ф, пронизывающего контур с площадью поперечного сечения s, в плоскости, перпендикулярной вектору индукции в: ф=вs. для измерения магнитного потока ф, пронизывающего контур, можно воспользоваться явлением электромагнитной индукции: при быстром удалении контура из магнитного поля магнитный поток, пронизывающий его, изменяется от величины ф до нуля; величина эдс индукции, возникающей при этом в контуре, определяется выражением: е=dф/dt=bs/dt. при удалении из магнитного поля катушки, содержащей n витков, величина эдс индукции в n раз больше, чем в контуре: е=nbs/dt. если концы катушки замкнуты на гальванометр, то при удалении из магнитного поля постоянного магнита в ее цепи протекает индукционный ток i. разделив обе части уравнения на величину полного сопротивления цепи r, получим: e/r=nbs/(rdt), или idt=dq=nbs/r, откуда b=dqr/(ns). последнее выражение показывает, что индукция магнитного поля в пропорциональна количеству электричества dq, протекающего через катушку при удалении ее из магнитного поля, прямо пропорциональна полному сопротивлению r цепи и обратно пропорциональна площади поперечного сечения s катушки и числу витков n в ней. следовательно, для определения индукции магнитного поля в необходимо измерить количество электричества dq, протекающего в катушке при быстром удалении ее (выдергивании) из исследуемой области магнитного поля. это можно сделать с гальванометра, шкала которого заранее проградуирована в кулонах. выполнение работы. оборудование: магнит подковообразный, катушка из набора по электромагнетизм, гальванометр типа м 273-9, омметр, линейка измерительная. 1. подготовьте в тетради таблицу для записи результатов вычислений и измерений. d, м s, м2 n nср dq, кл в, тл 2. измерьте диаметр d катушки и вычислите площадь s ее поперечного сечения, сосчитайте число витков n в катушке. 3. присоедините выводы катушки к зажимам гальванометра. введите катушку в магнитное поле постоянного магнита, расположив ее плоскость перпендикулярно линиям индукции. 4. быстро удалите магнит и измерьте число делений n, на которое отклонилась стрелка гальванометра по шкале. повторите опыт не менее 5 раз, определите среднее значение отброса ncp и найдите величину заряда dq, протекающего в цепи катушки. 5. за полное сопротивление цепи r возьмите сопротивление включенного в цепь , поскольку сопротивление гальванометра и сопротивление катушки малы по сравнению с сопротивлением . 6. используя найденные значения величины заряда dq и сопротивления r, вычислите индукцию в постоянного магнита. 7. результаты всех измерений и вычислений занесите в таблицу.
(a=2\) м/с2, \(\tau=5\) с, \(t-?\)
Решение задачи:
Схема к решению задачиАэростат вместе с предметом начинает движение с поверхности земли. Хотя это и не написано в условии, но подразумевается, что это так.
Через время \(\tau\) они, благодаря ускорению \(a\), достигнут какой-то высоты \(h\). Это ускорение создают какие-то силы, например, сила Архимеда, сила тяжести и т.д, в данном случае они не важны, поскольку это задача на кинематику, а не динамику. Её (высоту) легко определить по следующей формуле:
\[h = \frac{{a{{\tau}^2}}}{2}\;\;\;\;(1)\]
Но если аэростат двигался равноускоренно, значит через \(\tau\) и у аэростата, и у предмета будет какая-то скорость \(\upsilon _0\), которая сохранится у тела и по величине, и по направлению после выпадения из аэростата. Найдем \(\upsilon _0\) таким образом.
\[{\upsilon _0} = a\tau\;\;\;\;(2)\]
Начальная скорость предмета – это и есть скорость аэростата в момент выпадения предмета. Но на его ускорение (после падения) никак не повлияет ускорение аэростата. Ускорение создается только силами, действующими на тело, а они разные для аэростата и предмета.
Если записать уравнение движения предмета, то оно будет выглядеть следующим образом:
\[oy:y = h + {\upsilon _0}t – \frac{{g{t^2}}}{2}\;\;\;\;(3)\]
Знак “плюс” перед слагаемым \({\upsilon _0}t\) показывает, что скорость в момент выпадения камня сонаправлена с осью \(y\), знак “минус” перед \(\frac{{g{t^2}}}{2}\) – то, что ускорение противонаправлено введенной оси.
Когда предмет долетит до земли через время \(t\), то его координата \(y\) станет равна нулю, поэтому приравняем уравнение (3) к нулю:
\[h + {\upsilon _0}t – \frac{{g{t^2}}}{2} = 0\]
Подставим в полученное выражение формулы для \(h\) (см. формулу (1)) и \(\upsilon_0\) (см. формулу (2)):
\[\frac{{a{{\tau}^2}}}{2} + a{\tau}{t} – \frac{{g{t^2}}}{2} = 0\]
Умножим обе части полученного уравнения на (-1):
\[\frac{{g{t^2}}}{2} – a\tau t – \frac{{a{\tau ^2}}}{2} = 0\]
Решим это квадратное уравнение, заменив буквенные обозначения численными данными из условия. Это действие не повлияет на ответ, поскольку все исходные данные даны в системе СИ, поэтому и ответ мы получим в ней же.
\[5t^2 – 10t – 25 = 0\]
\[t^2 – 2t – 5 = 0\]
Определим дискриминант квадратного уравнения \(D\).
\[D = 4 + 4 \cdot 5 = 24\]
\[t = \frac{{2 \pm \sqrt {24} }}{2} = 1 \pm \sqrt 6 \]
\[\left[ \begin{gathered}
t = 3,45 \; с \hfill \\
t = – 1,45 \; с \hfill \\
\end{gathered} \right.\]
Отбрасываем отрицательный корень и получаем ответ к задаче.
ответ: 3,45 с.