Условие

Республиканская олимпиада 2010 10 класс № Э1

Приборы и материалы: Трубка с металлическим порошком и выводами, элемент гальванический В, трехполюсный электрический ключ, соединительный провода, мультиметр, резистор с сопротивлением примерно Ом (точное сопротивление этого резистора вам будет указано), переменный резистор, подставка с рычагом, набор грузов г.

Внимание! Внимательно ознакомьтесь с условием задания! Предоставленную вам установку очень легко испортить. Не трогайте, не прилагайте никаких усилий, пока не осознали суть задания. Не пытайтесь доставать трубку с порошком из подставки – оборвете контакты, рассыплете порошок! Ни в коем случае не надавливайте на рычаг установки – после этого ваши данные могут не совпасть с контрольными, по которым будет осуществляться проверка. Ни в коем случае, не допускайте протекания большого тока (более А) через трубку с порошком – порошок спекается!

Мультиметр используйте только в качестве вольтметра! Для уменьшения времени измерения рекомендуем использовать следующую схему подключения мультиметра (внизу – трехполюсный ключ, для цифрового вольтметра полярность подключения не существенна).

Для проведения работы вам предлагается использовать следующую экспериментальную установку. Металлический порошок засыпан в пластиковую трубку. Один конец трубки плотно закрыт неподвижным металлическим контактом (болт), с другой стороны в трубку вставлен подвижный металлический контакт, к обоим контактам присоединены отводящие провода.

Трубка вставляется в специальное отверстие в деревянной подставке. К этой же подставке присоединен подвижный рычаг, к которому можно подвешивать грузы, для создания давления на порошок.

Часть 1.

Эти измерения проведите без нагрузки на порошок!

1.1 Исследуйте зависимость силы тока через порошок от приложенного напряжения. Приведите электрическую схему, использованную вами.

1.2 Постройте график полученной зависимости.

1.3 Сделайте обоснованный вывод о применимости (или неприменимости) закона Ома для металлического порошка.

1.4 Постройте график зависимости проводимости порошка от силы тока, протекающего через него.

Справка. Проводимость – величина обратная электрическому сопротивлению

Указание. Не спешите со снятием данных! После каждого изменения напряжения необходимо выждать некоторое время (10-20 секунд) для того, чтобы значение тока через порошок стабилизировалось.

Задание 2.

Изучение поверхностного натяжения.

При определении коэффициента поверхностного натяжения удобно использовать соотношение между силой поверхностного натяжения и длиной границы поверхностного слоя

где - краевой угол.

Для воды и выданного кольца краевой угол считайте равным .

Приборы и материалы.

Весы с разновесом, штатив (для крепления весов), кольцо пластиковое на нитях, калориметр, термометр, сухой песок, штангенциркуль.

Для выполнения работы вам предоставляется установка, показанная на фотографии. Кольцо прикрепите к одной из чашек весов. Добейтесь того, чтобы кольцо висело горизонтально. Под кольцом расположите калориметр, в стакан которого налита вода. Наклоняя коромысло весов, медленно опустите кольцо так, чтобы оно коснулось поверхности воды и «прилипло» к ней (поверхность воды должна находится на расстоянии см от кольца). Вам необходимо найти нужную высоту крепления весов в штативе. После этого на вторую чашку весов можно аккуратно досыпать песок, до тех пор, пока кольцо не оторвется от поверхности воды. Затем вы можете определить массу добавленного песка, и по ней определить силу и коэффициент поверхностного натяжения воды.

**Внимание! Песок нужно насыпать на лист бумаги, положенный на чашку весов.

После каждого измерения кольцо нужно осушить. Кольцо можно осушать фильтровальной бумагой, можно щелчком по кольцу, можно обдуванием. Но осушать надо.

После того, как вы научились проделывать указанные операции, можете приступать к измерениям.

Задания.

  1. Выведите формулу для расчета коэффициента поверхностного натяжения по измеряемым величинам.
  2. Измерьте диаметр и толщину кольца. Рассчитайте длину линии разрыва поверхности воды при отрыве кольца.
  3. Измерьте коэффициент поверхностного натяжения воды при комнатной температуре. Оцените погрешность его измерения.
  4. Исследуйте зависимость коэффициента поверхностного натяжения воды от ее температуры.
  5. Постройте график полученной зависимости, дайте ему качественное объяснение.
  6. Предложите эмпирическую формулу, описывающую полученную зависимость.

2.1 Экспериментально исследуйте зависимость электрической проводимости порошка от приложенной к нему силы давления. Измерения проводите, сначала последовательно увеличивая силу давления на порошок, а затем последовательно уменьшая эту силу. Проведите три цикла таких измерений.

2.2 Постройте график полученной зависимости (для всех трех циклов). Дайте ему качественное объяснение.

Указание. Очень аккуратно изменяйте нагрузку – постарайтесь подвешивать и снимать грузы не изменяя резко нагрузку, не допускайте падения грузов. Не спешите со снятием данных. После каждого изменения напряжения необходимо выждать некоторое время (30-50 секунд) для того, чтобы значение тока через порошок стабилизировалось.

Часть 3.

Эти измерения проведите с максимальной нагрузкой на порошок!

3.1 Проведите измерения и выполните те же задания, что и в части 1 при максимальной механической нагрузке на порошок.

3.2 Сравните результаты полученные в Части 1, с результатами, полученными в Части 3, качественно объясните имеющиеся различия.

Примечания

  1. 1. , , Вэтойчастинеприведеныданныевтабличномвидетолькодляэкономииместавсерезультаты представлены на графиках. От участников олимпиады не требуется такого большого числа точек – достаточно 15-20 точек, но в приведенном здесь интервале напряжений. ↩
  2. 1. В этой части не приведены данные в табличном виде, только для экономии места, все результаты представлены на графиках. От участников олимпиады не требуется такого большого числа точек – достаточно 15-20 точек, но в приведенном здесь интервале напряжений. ↩
Э2 Закон Ома для жидкости

При течении жидкости по трубке расход жидкости (объем жидкости, протекающий через трубку в единицу времени ) пропорцион …

 РеспубликанскаяРесп. 2019 9 кл. Гидростатика. Закон ПаскаляТечение жидкости по трубамГрафик как физический инструмент: наклон, площадь, пересечение и касательная У Р Б П ≈2/5 Т1 Подобие и размерность

В теории подобия для того, чтобы установить связь между “подобными” физическими явлениями, необходимо, для данного конкретного явления, найти …

 Городская3-й этап 2013 10 кл. Гравитационные взаимодействия. Закон всемирного тяготенияСила тяжести и вес телаМодель сплошной среды. Плотность У Р Б П ≈2/5 Э2 Тепловая труба

Одним из мощнейших механизмов переноса теплоты является испарение жидкости с ее последующей конденсацией. Этот механизм играет важнейшую роль в …

 РеспубликанскаяРесп. 2021 10 кл. Ускорение. Равноускоренное движениеГрафик как физический инструмент: наклон, площадь, пересечение и касательнаяПостроение модели и допущения У Р Б П ≈2/5 Э1 Поплавок

Приборы и оборудование: Пузырек аптекарский, трубка для коктейля, соль, ложка чайная одноразовая, мензурка, стаканчик одноразовый, штангенциркуль …

 РеспубликанскаяРесп. 2009 9 кл. Статика: условия равновесияМодель сплошной среды. ПлотностьЗакон Архимеда, плавание тел У Р Б П ≈2/5 Э2 «Странные» законы движения

Помимо равномерного и равноускоренного движения существуют и другие виды движения! Убедитесь в этом...

 РеспубликанскаяРесп. 2011 10 кл. Средняя и мгновенная скоростьВязкое трение и сопротивление средыГидростатика. Закон Паскаля У Р Б П ≈2/5 Э1 Какая кривая куда загибается?

Приборы и оборудование: источник питания В, амперметр, вольтметр, реостат Ом, лампочка на подставке ( В), ключ, графитовый …

 Городская3-й этап 2009 9 кл. Нелинейные элементы, ВАХГрафик как физический инструмент: наклон, площадь, пересечение и касательнаяСнять зависимость серией измерений У Р Б П ≈2/5
Нужна подсказка? →

Оригинал в архиве олимпиады