Sam skrypt nie wystarczy aby przygotować się do ćwiczenia. Opis często niejawnie odwołuje się do podręczników lub wykładu.
Staraj się odróżnić szczegóły techniczne od ogólnej, fizycznej idei pomiaru.
Zachowaj zdrowy rozsądek i krytycznie przyjrzyj się swoim wynikom - to z reguły wystarczy by wychwycić elementarne błędy. Np. sin i cos nie mogą przyjmować wartości większych niż 1, a dziesięciocentymetrowa sprężyna nie mogła rozciągnąć się o 5 metrów!
Zapoznaj się koniecznie z rozdziałem nt. rysowania wykresów. Jeżeli przy opracowaniu wyników każą zrobić wykres, to z reguły trzeba potem coś z niego odczytać do dalszych rachunków. Wykres musi być tak zrobiony by odczyt był łatwy i precyzyjny.
Czytaj uważnie ustęp na temat przebiegu czynności i opracowania wyników. Często dodajesz sobie pracy i na dodatek osiągasz gorszy efekt, niewłaściwie opracowując wyniki pomiarów.
Korzystaj z najnowszego wydania skryptu. Wiele z poniższych uwag zostało tam uwzględnionych w tekscie.
Szczegółowe
Ćwiczenie nr 1. Maszyny proste
Przypomnij sobie co to jest blok nieruchomy i blok ruchomy. Zauważ, że są to odmiany dźwigni dwustronnej i jednostronnej. Podobnie śruba jest specyficzną odmianą równi pochyłej. Rys. 1.3 nie przedstawia wszystkich sił działających na ciało znajdujące się na równi - brakuje siły reakcji podłoża, natomiast siły F i P są tylko składowymi ciężaru klocka G, a nie jakimiś osobnymi siłami. Pamiętaj, że siła tarcia nigdy nie może przewyższać siły działającej (dlaczego?), a wzór T=k*N nie opisuje wartości siły tarcia działającej w danej chwili, a jedynie przedstawia maksymalna wartość, jaką w ogóle może przyjmować siła tarcia przy danym nacisku N.
Ćwiczenie nr 2. Ciężar właściwy
Przypomnij sobie zasadę działania ereometru i piknometru. Wiadomości te znajdziesz we wstępnych rozdziałach skryptu (3.4 i 3.5).
Ćwiczenie nr 3. Moment bezwładności
Przypomnij sobie, pod wpływem jakich sił ciało porusza się ruchem harmonicznym i jak wygląda równanie takiego ruchu (odpowiedź, że sa to siły sprężyste nie jest dostateczna). Zastanów się, dlaczego wahadło torsyjne porusza się ruchem harmonicznym; powołaj się na odpowiednie prawo.
Przeanalizuj wokół jakiej osi porusza się spadający krzyżak Oberbecka (możliwe są 2 przypadki) i wskaż moment sił, pod wpływem których się obraca tzn. wskaż siły i ich ramiona.
Ćwiczenie nr 4. Wahadło matematyczne
Zastanów się czy prawa ruchu wahadła matematycznego możesz stosować do wahadła fizycznego, które masz w pracowni.
Zastanów się nad uzasadnieniem faktu doświadczalnego, że wszystkie ciała, "ciężkie" i "lekkie" spadają z takim samym przyspieszeniem.
Jeżeli chcesz zmierzyć przyspieszenie ziemskie dokładniej to wybierz możliwie długie wahadło i po prostu policz większą niż zalecana w skrypcie ilość wahnięć. Mierzenie kilka razy czasu 50 wahnięć nie jest poprawna metodą postępowania, bo za każdym włączeniem i wyłączeniem stopera popełniasz błąd i w sumie nic nie zyskujesz.
Ćwiczenie nr 7. Prawo Bernoulliego
Jeżeli nawet nie umiesz wyprowadzić rónania Bernoulliego to uświadom sobie jaką zasadę zachowania wyraża to równianie. Jeżeli będziesz analizował wyprowadzenie krok po kroku to zwróć uwagę na istotne założenia, które czynimy w kilku miejscach.
Zanim zaczniesz rysować wymagane wykresy zastanów się jaki charakter mają zależności przez nie przedstawiane (liniowy, kwadratowy, pierwiaskowy, logarytmiczny, wykładniczy czy inny?). Jest to ważne, bo mając niewiele punktów pomiarowych (po 3 do każdego wykresu) musisz do nich dopasować jakąś krzywą (prostą). Zrobisz to lepiej wiedząc czego się spodziewasz.
Po wykonaniu obliczeń opatrz swoje sprawozdanie jednozdaniowym komentarzem: czy dla wody prawo Bernoulliego sprawdza się dostatecznie dobrze, czy też nie.
Ćwiczenie nr 10. Wilgotność powietrza
Pamiętaj, że stosujesz tu dwie niezależne metody pomiarowe i w opracowywaniu wyników każdej z nich nie musisz korzystać z wyników uzyskanych drugą metodą.
W metodzie pomiaru punktu rosy sposób obniżania temperatury to tylko szczegół techniczny, nie związany z samą ideą pomiaru.
Ćwiczenie nr 11. Napięcie powierzchniowe
Spróbuj pokazać równoważność obu definicji współczynnika napięcia powierzchniowego. Powinieneś też znać wyprowadzenie wzoru na wysokość wzniesienia się cieczy w rurce kapilarnej. Przy wyprowadzeniu zwróć uwagę na istotne założenia upraszczające.
Ćwiczenie nr 14. Lepkość
Nie wiem skąd się to bierze, ale większość studentów daje popis bezmyślności twierdząc, że prawo Stokesa mówi, że na spadającą kulkę działają 3 siły. To oczywiście nieprawda bo o sile wyporu mówi prawo Archimedesa, a o ciężarze prawo grawitacji. Prawo Stokesa mówi coś o sile oporu (co to znaczy?) lepkości i musisz wiedzieć co mówi.
W metodzie bezwzględnej nie musisz koniecznie nalewać do naczyńka pomiarowego 1 cm cieczy - to tylko wielkość minimalna. Jeżeli nalejesz więcej, to jeszcze lepiej - dokładność pomiaru będzie większa.
Opracowując pomiary nie naciągaj wyników. Dla obu metod nie wyjdzie to samo gdyż mierzysz nimi lepkości dwóch zupełnie różnych cieczy.
Ćwiczenie nr 20. Ciepło właściwe
Naucz się formalnie wyprowadzać zasadę bilansu cieplnego z I zasady termodynamiki. Uświadom sobie założenia, które musimy poczynić, by móc korzystać z zasady bilansu cieplnego (to że układ jest izolowany, to nie wszystko). Zauważ, że termopara to tylko jedna z technicznych możliwości pomiaru temperatury, nie mająca nic wspólnego z samą ideą pomiaru ciepła właściwego z wykorzystaniem zasady bilansu ciepła. Szczególną uwagę zwróć na to, w jaki sposób wykorzystujesz doświadczalną krzywą (właściwie prostą) cechowania termopary do wyznaczania temperatur w swoich pomiarach.
Ćwiczenie nr 21. Wydatek krwi
W tym ćwiczeniu w specyficzny sposób korzystasz z zasady bilansu cieplnego. Czytając zalecaną literaturę spróbuj odpowiedzieć na pytania:
- Jakie założenia czynimy układając bilans ciepny dla tego, szczególnego przypadku?
- Jak od ilości ciepłą oddanego przechodzimy do objętości przepływającej przez rękę krwi?
- Po co liczymy średnią temperaturę wody w kalorymetrze skoro we wzorze mamy średnią temperaturę krwi?
Licząc średnią temperaturę krwi metodą graficzną nie zapominaj o części wykresu pod krzywą która zazwyczaj nie jest już zaznaczana na rysunku.
Ćwiczenie nr 24. Entropia i ciepło topnienia
Teoria:
Należy umieć formalnie wyprowadzić zasadę bilansu cieplnego z I zasady termodynamiki. Zasada bilansu cieplnego jest fundamentalną podstawą kalorymetrii. Jakie założenia czynimy kiedy ją stosujemy?
Należy rónież umieć rozstrzygnąć dylemat, dlaczego pomiary kalorymetryczne są powtarzalne, skoro ciepło - ogólnie rzecz biorąc - nie jest funkcją stanu, a więc jego ilość zależy od sposobu przeprowadzenia procesu. Jest to druga fundamentalna podstawa kalorymetrii. Kwintesencę wiadomości na ten temat znajdziesz w teorii do ćwiczenia 23 (entalpia).
Zastanów się jakie jest znaczenie funkcji stanu w termodynamice równowagowej. Co jest łącznikiem między termodynamiką opisującą jedynie układy w stanie równowagi, a procesami rzeczywistymi, będącymi z natury rzeczy procesami nierównowagowymi?
Doświadczenie:
Dlaczego nie możemy używać lodu zaraz po wyjęciu z zamrażarki? Dlaczego lód musi być dokładnie osuszony przed wrzuceniem do kalorymetru? Zdaj sobie sprawę, co w naszym doświadczeniu jest układem, a co otoczeniem. Jakiej sumarycznej zmainy entropii się spodziewasz? Czy to zmiana entropi układu, otoczenia, czy obu razem? Po wykonaniu obliczeń zastanów się, czy wynik jest zgodny z oczekiwaniami.
Ćwiczenie nr 25. Powierzcnie ekwipotencjalne
Zdaj sobie sprawę, które elektrody wytwarzają badane pole, a które służą (i w jaki sposób) do jego badania. Po zadaniu przez prowadzącego konfiguracji elektrod źródłowych pola, to Twoją sprawą jest takie rozplanowanie punktów pomiarowych, by w wyniku jasno i jednoznacznie móc określić parametry pola. W teorii przypomnij sobie rozumowanie uzasadniające prostopadłość linii sił do powierzchni ekwipotencjalnych.
Ćwiczenie nr 33. Prawo Nernsta
W ćwiczeniu tym bardzo ważna jest dokładność pipetowania, poprawna symetryzacja elektrod oraz ich staranne płukanie. Zanurzanie nieosuszonej elektrody po płukaniu wodą destylowaną w komorze pomiarowej stopniowo rozcieńcza znajdujący się tam roztwór co wpływa na wyniki.
Ćwiczenie nr 37. Oscylograf katodowy
Cały dowcip oscylografu tkwi w dwu ważnych elementach technicznych: małej bezwładności wiązki elektronów i podstawie czasu. Pozwala to obserwować procesy szybkozmienne. Ucząc się zwróć uwagę na samą ideę działania podstawy czasu, a nie na rozwiązania techniczne.
Ćwiczenie nr 44. Aktywność próbki promieniotwórczej
Zastanów się dlaczego aktywność mierzonej próbki jest tylko proporcjonalna, a nie równa, szybkości policzeń (to nie jest kwestia tła, jak odpowiada wielu studentów).
Strona główna dydaktyki
