Цель работы: определить ускорение движения бруска по наклонной плоскости и его мгновенную скорость в конце заданного пути.
Цель работы: определить ускорение движения бруска по наклонной плоскости и его мгновенную скорость в конце заданного пути.

t₁, t₂, t₃ — времена трёх опытов;
tср — среднее время;
s — расстояние между датчиками;
a — ускорение бруска;
v — скорость в конце участка.
tср = (t₁ + t₂ + t₃)/3; a = 2s/tср ²; v = atср = 2s/tср. Эти формулы предполагают пренебрежимо малую скорость в начале отсчитываемого участка; разгон до верхнего датчика создаёт систематическое отклонение, если оно не мало. Ожидается приблизительно постоянное ускорение; конкретные a и v без измеренных s и времён не определяются. Вывод о характере движения и результатах записывают после опыта.
| № опыта | t, с | tср, с | s, м | a, м/с² | v, м/с |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | |||||
| 2 | |||||
| 3 |
Примечание: при аккуратной работе с прибором можно добиться того, чтобы отклонение от табличного значения не превышало 10%.

t₁…t₅ — измеренные времена;
tср — среднее время;
s — расстояние между датчиками;
g — измеренное ускорение;
Δg — модуль отклонения;
ε — относительное отклонение в процентах.
Ход работы: собрать установку, измерить расстояние между датчиками и пять раз измерить время падения при отпускании из одного положения без толчка.
Обработка: tср = (t₁ + t₂ + t₃ + t₄ + t₅)/5; g = 2s/tср ²; Δg = |g − 9,8| м/с²; относительное отклонение ε = Δg/9,8·100%. Ожидается значение, близкое к 9,8 м/с² при малых потерях и правильном начале отсчёта; если брусок заметно разгоняется до первого датчика, формула без начальной скорости даёт систематическую ошибку. Численные g и ε и вывод о точности получают только после измерений.
| № опыта | t, с | tср, с | s, м | g, м/с² |
|---|---|---|---|---|
| 1 | ||||
| 2 | ||||
| 3 | ||||
| 4 | ||||
| 5 |
Примечание: для построения графика с учётом погрешности необходимо на координатной плоскости по оси x отметить не точки, а отрезки, соответствующие интервалу возможных значений удлинения. Прямую следует провести так, чтобы она проходила через начало координат и пересекала все построенные отрезки.
l₀, l — длины пружины без груза и с грузом;
x — удлинение;
m — общая масса грузов;
g — ускорение свободного падения;
Fупр — сила упругости;
Δl₀, Δl, Δx — погрешности измерений;
k — жёсткость;
ΔFупр, Δxграф — изменения координат между двумя точками графика.
Ход работы: измерить ненагруженную длину l₀, затем длину l при одном, двух, трёх и четырёх грузах; вычислить x = l − l₀ и Fупр = mg. При g ≈ 10 м/с² силы равны 1,2,3,4 Н; длины и удлинения остаются для измерения. Погрешность удлинения Δx = Δl + Δl₀; на графике Fупр(x) каждому измерению соответствует горизонтальный интервал погрешности. Провести прямую через начало координат и интервалы, затем определить k = ΔFупр/Δxграф по двум хорошо разнесённым точкам этой прямой, выражая удлинение в метрах. Ожидается линейная зависимость при упругих деформациях; численную жёсткость и вывод о выполнении закона Гука получают по реальному графику.
| № | l₀, см | l, см | x = l − l₀, см | Fупр, Н |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | |||
| 2 | 2 | |||
| 3 | 3 | |||
| 4 | 4 |

Приборы и материалы: штатив с муфтой и лапкой, шарик с прикреплённой к нему нитью длиной 130 см, протянутой сквозь кусочек резины, линейка, часы с секундной стрелкой или секундомер мобильного телефона.

l — длина маятника;
t — время 30 колебаний;
T — период;
ν — частота;
g — ускорение свободного падения;
π — математическая постоянная.
N — число полных колебаний;
Ход работы: установить последовательно длины 5,20,45,80 и 125 см, измеряя их до центра шарика; при малых отклонениях для каждой длины измерить время 30 колебаний.
Обработка: T = t/30, ν = 30/t; записать длины и времена с их погрешностями. Ожидается увеличение периода и уменьшение частоты при увеличении длины: T = 2π√(l/g), ν = 1/T. Таблицу измерений и экспериментальный вывод заполняют после опыта.
| Величина | Опыт 1 | Опыт 2 | Опыт 3 | Опыт 4 | Опыт 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| l, см | 5 | 20 | 45 | 80 | 125 |
| N | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
| t, с | |||||
| T, с | |||||
| ν, Гц |
По заданным длинам точно вычисляются отношения l₂/l₁ = 4, l₃/l₁ = 9, l₄/l₁ = 16, l₅/l₁ = 25. Согласно теории T ∝ √l ожидаются отношения периодов 2,3,4,5 соответственно, но они не являются измеренными результатами. В экспериментальную строку нужно подставить периоды, найденные в основной работе. Вывод: период пропорционален квадратному корню из длины, а квадрат периода — длине: T²/l = const при одинаковом g и малых колебаниях.
| Отношение | Опыт 2 к 1 | Опыт 3 к 1 | Опыт 4 к 1 | Опыт 5 к 1 |
|---|---|---|---|---|
| lᵢ/l₁ (из условия) | 4 | 9 | 16 | 25 |
| Tᵢ/T₁ (из измерений) | ||||
| Tᵢ/T₁ (теория, не измерение) | 2 | 3 | 4 | 5 |
Цель работы: измерить фокусное расстояние и оптическую силу линзы. Изучить на опыте свойства изображения в собирающей линзе.
Приборы и материалы: лабораторный источник питания (ЛИП), лампа на подставке, собирающая линза на подставке, колпачок с прорезью (для лампы), экран, ключ, соединительные провода, измерительная лента.
F — фокусное расстояние;
D — оптическая сила;
d — расстояние от предмета до линзы.
Ход работы: получить резкое изображение далёкого окна на экране; измеренное расстояние от линзы до экрана приближённо равно F, если окно достаточно далеко. Вычислить D = 1/F с F в метрах; собрать последовательную цепь из источника питания, ключа и лампы, затем менять расстояние от лампы до линзы и проверять свойства изображения. Ожидаемые результаты приведены в таблице; при d < F изображение мнимое, и на экране его получить нельзя. Численные F и D определяют по собственным измерениям.
| Фокусное расстояние F, м | Оптическая сила линзы D, дптр | ||
|---|---|---|---|
| Положение предмета | Изображение | Положение изображения | |
| d > 2F | Действительное, перевёрнутое, уменьшенное | Между F и2F с другой стороны | |
| d = 2F | Действительное, перевёрнутое, равное предмету | В2F с другой стороны | |
| F < d < 2F | Действительное, перевёрнутое, увеличенное | За 2F с другой стороны | |
| d < F | Мнимое, прямое, увеличенное | Со стороны предмета | |





Приборы и материалы: проекционный аппарат, раздвижная щель, набор спектральных трубок (например, с водородом, кислородом и неоном) с источником питания (рис. 215), плоскопараллельная пластина со скошенными гранями или однотрубный спектроскоп.
Ход работы: наблюдать свет лампы накаливания через призматические грани 45° и 60°, затем через спектроскоп; после этого исследовать имеющиеся газовые трубки. Для лампы накаливания ожидается непрерывная последовательность цветов; условно выделяют семь основных цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый; при большем преломляющем угле той же призмы спектр обычно растянут сильнее. У разреженных возбуждённых атомарных газов ожидаются отдельные линии, причём их набор зависит от газа; спектроскоп даёт более чёткое разделение. Для сравнения приведён спектр водорода из рисунка 193, б. Спектры исследованных газов зарисовывают по собственным наблюдениям. Вывод: тип спектра связан с состоянием источника, а набор линий позволяет различать элементы.
| Источник/способ | Ожидаемый вид | Результат наблюдения |
|---|---|---|
| Лампа накаливания,45° | Сплошной | |
| Та же лампа,60° | Сплошной, обычно более растянутый | |
| Лампа через спектроскоп | Более чёткий сплошной спектр | |
| Водород | Линейчатый | |
| Другой имеющийся газ | Характерный набор линий |

Примечание: В зависимости от высоты над уровнем моря и содержания естественных радионуклидов в окружающей среде радиационный фон колеблется в значительных пределах. Для его измерения используют счетчики Гейгера-Мюллера. В бытовых дозиметрах используется счетчик жесткого (т. е. высокоэнергетического) β- и γ-излучения, способный регистрировать мощность дозы в диапазоне 0,004-40 мкР/с (микрорентген в секунду).
Ход работы: включить прибор, запустить отсчёт кнопкой «Пуск», через 40 с записать показание в мкР/ч и при необходимости повторить измерение в тех же условиях. Наблюдение: прибор должен зарегистрировать фоновое ионизирующее излучение; численное показание без опыта неизвестно. Вывод формулируют по реальным результатам и характеристикам прибора.
| № измерения | Место и условия | Показание, мкР/ч |
|---|---|---|
| 1 | ||
| 2 | ||
| 3 |
Цель работы: применить закон сохранения импульса для объяснения движения двух ядер, образовавшихся при делении ядра атома урана.
Примечание: на данной фотографии вы видите треки двух осколков, образовавшихся при делении ядра атома урана, захватившего нейтрон. Ядро урана находилось в точке g, указанной стрелкой. По трекам видно, что осколки ядра урана разлетелись в противоположных направлениях (излом левого трека объясняется столкновением осколка с ядром одного из атомов фотоэмульсии, в которой он двигался).
Задание 1. Пользуясь законом сохранения импульса, объясните, почему осколки, образовавшиеся при делении ядра атома урана, разлетелись в противоположных направлениях.
Задание 2. Известно, что осколки ядра атома урана представляют собой ядра атомов двух разных химических элементов (например, бария, ксенона и др.) из середины таблицы Д. И. Менделеева.
Пользуясь законом сохранения электрического заряда и таблицей Д. И. Менделеева, определите, ядро атома какого элемента обозначено символом ZX.

p⃗₁, p⃗₂ — импульсы осколков;
Z — зарядовое число второго осколка;
X — обозначение неизвестного элемента.
Ход анализа: отметить исходную точку g и направления двух треков; левый трек после излома связан со столкновением осколка с ядром фотоэмульсии.
Задание 1: начальный импульс тяжёлого ядра мал, поэтому при пренебрежении импульсами испущенных нейтронов p⃗₁ + p⃗₂ ≈ 0; осколки разлетаются в противоположные стороны с приблизительно равными по модулю импульсами.
Задание 2: из сохранения заряда 92 = 56 + Z, откуда Z = 36; X — криптон Kr. Массовые числа осколков в записи не заданы, поэтому их нельзя определить только по этому балансу. Вывод: фотография согласуется с сохранением импульса, а зарядовый баланс определяет элемент второго осколка.
Приборы и материалы: фотографии треков заряженных частиц, полученных в камере Вильсона, пузырьковой камере и фотоэмульсии.
в) при движении заряженной частицы в магнитном поле трек ее получается искривлённым, причём радиус кривизны трека тем больше, чем больше масса и скорость частицы и чем меньше её заряд и модуль индукции магнитного поля;
г) частица двигалась от конца трека с большим радиусом кривизны к концу с меньшим радиусом кривизны (радиус кривизны трека по мере движения уменьшается, так как из-за сопротивления среды уменьшается скорость частицы).
Задание 1. На двух из трёх представленных вам фотографий (рис. 218) изображены треки частиц, движущихся в магнитном поле. Укажите на каких. Ответ обоснуйте.
Задание 3. На рисунке 218, б дана фотография треков α-частиц в камере Вильсона, находившейся в магнитном поле. Определите по этой фотографии:
Задание 4. На рисунке 218, в дана фотография трека электрона в пузырьковой камере, находившейся в магнитном поле. Объясните, почему трек имеет форму спирали. Определите по этой фотографии:
б) что могло послужить причиной того, что трек электрона на рисунке 218, в гораздо длиннее треков α-частиц на рисунке 218, б.
Задание 1. Магнитное поле присутствует на фотографиях б и в: треки заметно искривлены; прямые радиальные треки а этому признаку не соответствуют.
Задание 2. а) α-частицы двигались от общего источника слева наружу по расходящимся направлениям.
б) Близкая длина треков указывает на близкие начальные энергии одинаковых частиц в одной среде.
в) К концу пробега треки становятся толще: частицы тормозятся и сильнее ионизируют вещество на единицу пути.
Задание 3. а) При потере скорости радиус кривизны уменьшается, поскольку для одной частицы в данном поле он пропорционален импульсу. Толщина при торможении должна возрастать; слова условия об одновременном уменьшении радиуса и толщины противоречат правилу, данному на стр. 331.
б) На фотографии б направление определяется от тонкого участка с большим радиусом к более толстому с меньшим радиусом; по представленным следам — справа налево.
Задание 4. Электрон теряет энергию, его скорость и радиус кривизны уменьшаются, поэтому след закручивается в спираль.
а) Он двигался от наружной части спирали к центру.
б) Более длинный трек мог быть связан с большей начальной энергией и меньшими потерями энергии на единицу пути; у электрона модуль заряда вдвое меньше, чем у α-частицы, поэтому сравнение длин требует учитывать также условия ионизации и среду.
Вывод: форма, длина и толщина трека дают сведения о заряде, изменении импульса и энергии частицы.