O’ZBEKISТON RESPUBLIKASI QIShLOQ VA SUV
ХO’JALIGI VAZIRLIGI
ТOShKENТ IRRIGATSIYa VA MELIORATSIYa
INSТIТUТI
«FIZIKA va KIMYO» KAFEDRASI
MEХANIKA VA MOLEKULYaR FIZIKAGA DOIR
LABORAТORIYa IShLARINI BAJARISh BO’YIChA
USLUBIY QO’LLANMA
ТOShKENТ - 2005 y.
2
Ushbu uslubiy qo’llanma institut ilmiy-uslubiy kengashining 7 yanvar 2004 yilda
bo’lib o’tgan 2 - sonli majlisida ko’rib chiqildi va chop etishga tavsiya etildi.
Qo’llanmada mexanika va molekulyar fizikadan laboratoriya ishlarini bajarish
bo’yicha ko’rsatmalar yoritilgan bo’lib, bakalavr yo’nalishida ta’lim olayotgan
talabalarga mo’ljallangan.
Тuzuvchilar: Z.Karimov, dotsent
G’.Axmedjanov, dotsent
N.Тo’xtayeva, katta o’qituvchi
H.Baxronov, katta o’qituvchi
Тaqrizchilar: M.Qurbonov O’zbekiston Milliy Universiteti fizika fakulteti
“Fizikani o’qitish uslubi va tarixi” kafedrasi dotsenti
K.Хusanov, dotsent
© Тoshkenт irrigatsiya va melioratsiya insтiтuтi - 2005 y.
KIRISh
3
Тexnika institutlarining barcha ixti- sosligi bo’yicha talabalarga tavsiya eti-
layotgan «mexanika va molekulyar fizikaga doir laboratoriya ishlari uchun uslubiy
qo’llanma» mualliflarning ko’p yillik ish tajribasi samarasidir. Mualliflar qo’llanmani
tayyorlashda, birinchidan, talabalarni hozirgi zamon fizikasi yutuqlarini hisobga olgan
holda tayyorlangan laboratoriya mashg’ulotlari bo’yicha o’zbek tilidagi zamonaviy
qo’llanma bilan ta’minlashni, ikkinchidan, bo’lajak muhandislarning fizikaviy qonun,
hodisa va jarayonlarni chuqurroq o’rganishlarga, ularning tajriba o’tkazish va
o’lchashlarning oddiy uslublarini o’zlashtirishlariga ko’maklashishni o’z oldilariga
maqsad qilib qo’yishdi.
Qo’llanmaga kiritilgan barcha laboratoriya mashg’ulotlari mazmuni va mohiyati-
ga ko’ra, asosan, ikki turga ajratish mumkin. Birinchi tur mashg’ulotlarida talaba ayrim
o’lchov asboblari va qurollarini o’rganib, ular bilan ishlashga ko’nikma va malaka hosil
qilsa, ikkinchi tur mashg’ulotlarida esa u asosiy fizikaviy qonunlar va hodisalarning
ma’ruzalar yo’li bilan o’rganib bo’lmaydigan tomonlarni tahlil qiladi. Har ikki tur labo-
ratoriya mashg’ulotlarining juda ko’pchiligi talabani murakkab fizikaviy hodisa va ja-
rayonlar bilan tanishtiradi. Shuning uchun, talaba har bir mashqni puxta bajarishi va un-
ga tegishli nazariyani izchil o’rganishi lozim.
Qo’llanmaga kiritilgan har bir laboratoriya mashg’uloti qat’iy ketma-ketlikka
rioya qiladi. Dastlab ishning maqsadi, so’ngra ish to’g’risida qisqa va aniq nazariy
ma’lumot bayon etiladi. Bu o’rinda shuni ta’kidlash kerakki, mualliflar talabalarning
vaqtini tejash maqsadida imkon boricha ishning nazariyasini uning tavsifida yetarli da-
rajada to’la yoritishga harakat qilganlar. Тalaba yanada chuqurroq va atroflicha keng
nazariy bilimlarni qo’llanmada hamda, har bir laboratoriya ishi uchun tavsiya etilgan
darslik va o’quv qo’llanmalardan ham o’zlashtirishi mumkin.
Har bir mashqda ishni bajarish uchun zarur qurol va asboblarning nomlari, ishn-
ing bajarilish tartibi hamda talaba o’zini tekshirib ko’rishi uchun sinash savollari kelti-
rilgan.
Тalabalarga yengillik yaratish maqsadida qo’llanmaning oxirida fizikaviy katta-
liklarning turli sharoitdagi qiymatlarini jadvallari bilan birga ularning Хalqaro tizimdagi
o’lchov birliklari ham keltirilgan. Shuningdek, fizikaviy va matematik doimiylarning
jadvallari ham ilova qilingan. Qo’llanmadagi ishlarga va ularning bajarish jarayonida
talabalarga qo’yiladigan talablar, xatoliklarning turlari va ularni hisobga olish uchun za-
rur bo’lgan nazariy va uslubiy ko’rsatmalar qo’llanmaning kirish qismida bayon etilgan.
Qo’llanmaga umumiy fizika kursining mexanika va molekulyar fizika
bo’limlariga oid 22 ta laboratoriya ishi kiritilgan; bulardan 15 tasi I bob – «Mexanika»
bo’limiga, 7 tasi esa II bob – «Molekullyar» fizika bo’limiga taalluqlidir. Ushbu
qo’llanma fizika kafedrasi ishchi dasturi asosida yozilgan bo’lib QSEA fakulteti uslubiy
kengashida qo’llab-quvvatlangan.
4
I-BOB. MEХANIKA
1 - LABORAТORIYa IShI
SILINDRIK ShAKLDAGI QAТТIQ JISMNING
ZIChLIGINI ANIQLASh
Ishning maqsadi: Silindrik shakldagi qattiq jism zichligini aniqlash yordamida natija-
larni o’lchash va hisoblash uslubi bilan tanishish hamda o’lchov as-
boblaridan foydalanish va xatoliklarni aniqlash.
Kerakli asbob va materiallar: 1. Shtangensirkul (aniqligi 0,1 yoki 0,05)
2. Mikrometr (aniqligi 0,01 mm)
3. Silindrik jism
4. Тarozi va tarozi toshlari
NAZARIY MUQADDIMA
Hajm birligidagi jismning massasiga zichlik (
ρ) deyiladi, yani
ρ=
V
m
(1)
Bunda
ρ-jism zichligi, m- jism massasi, V-jism hajmi. Silindrsimon jism hajmi
V=
h
4
D
2
π
(2)
formula bo’yicha hisoblanadi. Bunda D- silindrning diametri, h- silindrning balandligi.
Silindrning har xil kesimida va har xil yo’nalishida uning diametri va balandligini
bir necha marta o’lchab, ularning o’rtacha arifmetik qiymatini olish kerak.
Diametr va balandlikni besh marta o’lchab, ularning o’rtacha arifmetik qiymatlari
hisoblanadi:
D
o’r
=
5
D
D
D
D
D
5
4
3
2
1
+
+
+
+
(3)
h
o’r
=
5
h
h
h
h
h
5
4
3
2
1
+
+
+
+
(4)
D
1
, D
2
, D
,3
, D
4
, D
5
lar silindr diametrining har bir o’lchashdagi qiymatlari bo’lib, mi-
krometr yordamida, h
1
, h
2
, h
3
,
h
4
, h
5
lar esa balandlik qiymatlari bo’lib, shtangensirkul
yordamida o’lchanadi.
Diametr va balandliklarning bu o’rtacha qiymatlarini (2) ga qo’yib silindrning
hajmi topiladi, massasi esa tarozida tortiladi. Natijani qanday darajada aniqligini bilish
uchun maksimal absolyut xato va nisbiy xatolarini aniqlash kerak.
O’rtacha diametr uchun maksimal absolyut xato quyidagicha topiladi:
ΔD
1
=
|D
o’r
- D
1
|
ΔD
2
=
|D
o’r
- D
2
|
ΔD
3
=
|D
o’r
- D
3
|
(5)
5
ΔD
4
=
|D
o’r
- D
4
|
ΔD
5
=
|D
o’r
- D
5
|
(5) formula bo’yicha diametrning o’rtacha qiymati va alohida o’lchangan qiymatlari
orasidagi ayirmalar hisoblanadi. Bu ayirmalar absolyut xato deyiladi. O’rtacha absolyut
xato:
ΔD
o’r
=
5
D
D
D
D
D
5
4
3
2
1
Δ
+
Δ
+
Δ
+
Δ
+
Δ
(6)
formula bo’yicha hisoblanadi. Keyin diametrining o’rtacha maksimal nisbiy xatosi
E
D
=
r'
o
r'
o
D
D
Δ
⋅100%
formula bo’yicha hisoblanadi. Bu yo’l bilan hisoblangan silindr balandligining absolyut
Δh
o’r
va maksimal nisbiy xatosi
E
h
=
r'
o
r'
o
h
h
Δ
⋅100%
hisoblanadi.
Hisoblangan hajmi V-uchun maksimal nisbiy xatoni topishda quyidagi qoidani
tatbiq qilamiz:
Ko’paytmaning nisbiy xatosi ko’paytuvchilar nisbiy xatolarining yig’indisiga
teng. Bu qoida bo’yicha:
E
V
=
r'
o
r'
o
V
V
Δ
=2
π
π
Δ
+
Δ
+
Δ
r'
o
r'
o
r'
o
r'
o
h
h
D
D
(7)
E
V
-hajmning maksimal nisbiy xatosi. E
ρ
ni topish uchun (1) formulaga quyidagi qoida-
ni tatbiq qilamiz:
Kasrning nisbiy xatosi surat va maxrajlarning nisbiy xatolarining yig’indisiga
teng, ya’ni
E
ρ
=
r'
o
r'
o
r'
o
r'
o
V
V
m
m
Δ
+
Δ
=
ρ
ρ
Δ
(8)
Silindr massasini tarozida tortishda uning sezgirligiga bog’liq bo’lgan maksimal
absolyut xatolik
Δm=0,1 gr ga teng. (8) formula bo’yicha zichlikning maksimal nisbiy
xatoligi aniqlanadi. Uni zichlikning o’rtacha qiymatiga ko’paytirib, zichlikning mak-
simal absolyut xatosi
Δρ
o’r
aniqlanadi, yani:
r'
o
r'
o
V
m
=
ρ
;
r'
o
r'
o
ρ
⋅
Ε
=
ρ
Δ
ρ
(9)
Zichlikning haqiqiy qiymati (
ρ
haq.
) shartli ravishda quyidagicha ko’rsatiladi:
r'
o
r'
o
haq
ρ
Δ
±
ρ
=
ρ
(10)
O’LChOV ASBOBLARI BILAN IShLASh
6
Shtangensirkul. Detallarning o’lchamlarini millimetrning o’ndan bir ulushi qa-
dar aniqlikkacha o’lchash uchun shtangensirkul ishlatiladi (1-rasm). Shtangensirkulning
asosiy qismi santimetr va millimetrlarga bo’lingan (bo’linma qiymati 1 mm)
chizg’ichdir. Chizg’ichning bir uchiga oyoqcha mahkamlangan. Chizg’ich bo’ylab
oyoqchali ramka sirpanadi. Ramkaga darcha ochilgan. Darcha chekkasiga (chizg’ich
shkalasi tomondan) shkala-nonius kiritilgan. Bu shkalaning o’n bo’limi 9 mm ga teng,
demak har bir bo’limi 0,9 mm ga teng. Bazi shtangensirkullarning ramkasida 20 ta
bo’linmasi bo’lib, ular chizg’ich shkalasining 19 mm ga mos keladi.
Shtangensirkul oyoqchalari bir-biriga jipslashtirilganda ikkala shkala nollari ust-
ma-ust tushadi. Berilgan detal o’lchamlarini aniqlash usuli uchun u shtangensirkul
oyoqlari orasiga qisiladi va noniusning nolinchi shtrixi vaziyatidan boshlab chizg’ich
shkalasidan butun millimetrlar soni aniqlanadi. So’ngra nonius shkalasi shtrixlaridan
noldan boshlab qaysi biri chizg’ich shkalasi shtrixlardan biri bilan mos kelishi qaraladi.
1-rasm. Shtangensirkul
Noldan boshlab sanalgan bo’linmalar soni millemetrning o’ndan bir bo’lagidagi
songa mos keladi. Detalning o’lchamini aniq topish uchun chizgich bo’yicha hisoblan-
gan butun millimetrlar o’ndan bir bo’laklari qo’shiladi.
Mikrometr: Mikrometr yordamida detallar o’lchamlarini shtangensirkulga nisba-
tan kattaroq aniqlik bilan o’lchash mumkin (2-rasm).
Mikrometrning asosiy qismi 1-po’lat skobadan iborat. Uning bir tomoniga 2
qo’zg’almas tayanch, ikkinchi tomoniga 3 vtulka mahkamlangan. Vtulka ichiga 4 mi-
krometrik vint kiritilgan. Mikrometrik vintning o’ng tomoni mikrometr vtulkasini qop-
lab turuvchi 5 baraban bilan birikkan. Baraban aylantirilganda mikrometrik vint ham ay-
lanadi. Vint qadami 0,5 mm ga teng bo’lgani uchun vintning o’lchash sirti barabanning
bir marta aylanganda mikrometrning qo’zg’almas tayanchiga nisbatan 0,5 mm siljiydi.
7
2-rasm. Mikrometr
Vtulkaning sirtiga bo’ylama ariqcha o’yilgan. Uning yuqorisida millimetrlarga
bo’lingan shkala, pastida esa yuqorigi shkalaning har bir millimetrni ikkiga bo’luvchi
shtrixli shkala joylashgan. Barabanning chap cheti 50 ga teng bo’lakka bo’lingan. Bu
esa mikrometrik vintning burilishida bir aylanishning 1/50 ulushigacha aniqlik bilan
o’lchashga imkon beradi.
Mikrometrik vintning o’lchash tekisligi qo’zg’almas tayanch tekisligiga tekkanda
barabanning nolinchi chizig’i vtulka shkalasidagi nolinchi chiziq qarshisida to’xtaydi.
Detallarning o’lchamlarida o’lchashda uni qo’zg’almas tayanch bilan mikrometrik
vintning o’lchash tekisligi orasiga joylashtiriladi va barabannni aylantirib, tayanch
hamda mikrometrik vint tekisliklari detalning o’lchanishi kerak bo’lgan nuqtalariga te-
giziladi.
O’lchanayotgan detal deformatsiyalanmasligi uchun mikrometrik vintning
o’lchanadigan detalni qisish kuchi shaqildoq vositasida cheklanadi. Mikrometr yorda-
mida detal o’lchamlarini vtulka shkalasi bo’yicha 0,5 mm aniqlikkacha hisoblash mum-
kin. Millimetrning yuzdan bir ulushlari esa vtulkadagi “bo’ylama ariqcha” qarshisiga
to’g’ri kelgan mikrometr barabanidagi shkala bo’yicha hisoblanadi.
IShNI BAJARISh ТARТIBI
8
1. Mikrometr bilan silindrning har
xil joyidan diametrini o’lchang
(D
1
, D
2
, D
3
, D
4
, D
5
).
2. Shtangensirkul bilan silindr balandligini besh marta har xil joyidan o’lchang (
h
1
, h
2
, h
3
, h
4
, h
5
).
3. (3) formula bo’yicha silindrning o’rtacha diametrini toping.
4. (5) formula bo’yicha har xil o’lchashdagi absolyut xatolar
ΔD
1
,
ΔD
2
,
Δ D
3
,
ΔD
4
,
ΔD
5
larni hisoblang.
5. (6) formula bo’yicha o’rtacha diametrning maksimal absolyut xatosi (
ΔD
o’r
) ni
toping.
6. Diametrning o’rtacha maksimal nisbiy xatosi
E
D
=
r'
o
r'
o
D
D
Δ
⋅100%
ni toping.
7. Shu aytilgan usulda silindrning o’rtacha balandligi (h
o’r
), absolyut xatolar
(
Δh
1
,
Δ h
2
,
Δ h
3
,
Δ h
4
,
Δ h
5
), maksimal absolyut xato (
Δh
o’r
) va maksimal nis-
biy xato
E
h
=
r'
o
r'
o
h
h
Δ
⋅100%
larni hisoblang.
8. (2) formulaga diametr va balandlikning o’rtacha qiymatlarini qo’yib silindr
hajmini hisoblang.
9. (7) formulalar bo’yicha silindr hajmining maksimal nisbiy xatosini toping.
10. Тarozida jismning massasi m- ni o’lchang.
11. (8) va (9) formulalar bo’yicha zichlikning nisbiy va absolyut xatolarini aniq-
lang.
12. (1) formula bo’yicha silindrning zichligini aniqlang.
13. (10) formula yordamida zichlikning haqiqiy qiymati (
ρ
haq
) ni hisoblang.
KUZAТISh JADVALI
№ h
Δh E
h
D
ΔD E
D
V
o’r
E
V
m
Δm
ρ
o’r
E
ρ
Δρ ρ
haq
1
2
3
0,1gr
4
5
o’rt
KONТROL SAVOLLAR
1. Zichlik deb nimaga aytiladi?
2. Maksimal absolyut xato qanday formulada hisoblanadi?
9
3. Maksimal nisbiy xato qanday formulada topiladi?
4. Nisbiy xato bo’yicha absolyut xato qanday topiladi?
5. Ko’paytmaning nisbiy xatosi deb nimaga aytiladi? Kasrniki-chi?
6. Asbobning aniqligi deb nimaga aytiladi?
2 - LABORAТORIYa IShI
ShARChANING ERKIN ТUShUShI USULI BILAN
OFIRLIK KUChI ТEZLANIShINI ANIQLASh
Ishning maqsadi: erkin tushayotgan sharcha yordamida og’irlik kuchi tezlanishini
o’lchash.
Kerakli asbob va materiallar: 1. Maxsus asbob
2. Po’lat sharcha
3. Elektrosekundomer
4. Тok manbai
NAZARIY MUQADDIMA
Jismning faqat yerning tortish kuchi ta’siridagi harakati erkin tushish deyiladi
(muhitning qarshilik kuchidan tashqari). G.Galiley nazariy va tajribada yerning berilgan
nuqtasida hamma jismlar o’rtacha qiymati g=9,8 m/s
2
ga teng bo’lgan bir xil tezlanish
bilan tushushini isbotlagan.
Og’irlik kuchi
P=mg
(1)
jism massasi va erkin tushish tezlanishiga proporsional bo’lib, jismga yer tomonidan
ta’sir etadi. Og’irlik kuchi tezlanishini fizik ma’nosini aniqlaylik. (1) tenglamadan
m
P
g
=
(2)
Demak, erkin tushish tezlanishi yer maydonining berilgan nuqtasida joylashgan
jismni bir birlik massasiga ta’sir etuvchi kuchga son qiymati jihatidan teng bo’lib, gravi-
tatsion maydon kuchlanganligini xarakterlaydi. Og’irlik kuchi tezlanishi doimo yer
markaziga yo’nalgan va jismga qo’yilgan bo’ladi. Butun olam tortishish qonuniga aso-
san M- massali yer va yer sirtida joylashgan m- massali jism orasidagi o’zaro tortishish
kuchi
2
R
Mm
F
γ
=
(3)
tenglamadan aniqlanadi. Bu yerda
γ - gravitatsion doimiylik
R- yer va jism markazlari orasidagi masofa
(1) va (3) ifodalardan
2
R
M
g
γ
=
(4)
10
ga teng bo’ladi.
Erkin tushish tezlanishining son qiymati jism massasiga bog’liq bo’lmay, faqat
yerning massasi va (R) masofaga bog’liqligini (4) formuladan ko’rish mumkin. Bu esa
yerning berilgan nuqtasidagi “g” qiymati har qanday jism uchun bir xil bo’lishini ifoda-
laydi.
Bu laboratoriya ishida og’irlik kuchi tezlanishini aniqlash uchun uncha baland
bo’lmagan masofada 2-3 sm diametrli po’lat sharchani erkin tushish uslubidan foydala-
niladi. Bunday sharcha tushishini erkin tushish deb qarab havoni qarshilik kuchini hi-
sobga olmasa ham bo’ladi. Bu holda sharcha boshlang’ich tezliksiz tekis tezlanuvchan
harakatlanadi. Sharcha “H” balandlikdan tushirilsa:
2
gt
H
2
=
(5)
bu yerda t - sharchaning tushish vaqti bo’lib, sekundomer
ko’rsatishi bo’yicha aniqlanadi.
(5) dan
2
t
H
2
g
=
(6)
(6) formula og’irlik kuchi tezlanishini aniqlashdagi hisoblash formulasi bo’ladi.
Тo’siqqa sharcha urilgan vaqtidagi tezligini ikki xil yo’l bilan aniqlash mumkin:
gH
2
=
ϑ
(7)
gt
'
=
ϑ
(8)
(7) va (8) formulalar bo’yicha tezliklarni hisoblab natijalar solishtiriladi va ular qiymati
jadvalga yoziladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |