Комплекс лабораторных работ Laboratory Simulations 1.2 для изучения физических моделей на компьютере

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
Комплекс Laboratory Simulations 1.2 разработан Ревинской О.Г. и Кравченко Н.С., сотрудниками кафедры теоретической и экспериментальной физики Томского политехнического университета. Комплекс прошел государственную регистрацию ВНТИЦ № 50200501393 от 03.10.2005 г.
Комплекс отмечен следующими наградами:

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
Комплекс Laboratory Simulations 1.2 включает:
комплект авторских программных продуктов, моделирующих физические процессы
комплект методических пособий (общий объем более 300 страниц)
комплект рабочих тетрадей

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
Комплекс Laboratory Simulations 1.2
рассчитан на 2-4 семестра изучения курса общей физики
(1 и 2 курсы)
включает 20 лабораторных работ по четырем разделам курса общей физики: механика, жидкости и газы, колебания и волны, электричество и магнетизм

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
Комплект методических пособий
рассчитан на студентов высших учебных заведений технических и физико-математических специальностей
может быть полезен преподавателям и аспирантам при подготовке к проведению лабораторных занятий
содержит методические рекомендации по подготовке к работе, по выполнению исследований, обработке результатов и оформлению отчетов по выполненной работе
Комплект рабочих тетрадей
направлен на развитие навыков оформления отчетов о результатах физических исследований
отражают этапы выполнения работы и обработки результатов

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
Методическое описание
каждой лабораторной работы включает:
Цель работы
Подробное описание теории, на которой построена работа
Обоснование и вывод рабочих формул
Дополнительная информация
Описание компьютерной модели изучаемого физического процесса
Рекомендуемые варианты выполнения работы
Методика и порядок выполнения работы
Вопросы для самоконтроля

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
Механика
МодМ - 01. Определение ускорения свободного падения
МодМ - 02. Второй закон Ньютона
МодМ - 03. Закон сохранения импульса
МодМ - 04. Момент инерции твердого тела
МодМ – 06. Реактивное движение
МодМ – 07. Движение инертного тела в гравитационном поле
Жидкости и газы
МодТ - 01. Вытекание жидкости из малого отверстия
МодТ - 02. Движение тела в вязкой среде
МодТ - 03. Движение броуновской частицы
Список лабораторных работ

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
Список лабораторных работ
Колебания и волны
МодК – 01. Свободные гармонические колебания
МодК – 02. Затухающие колебания
МодК – 03. Вынужденные колебания
МодК – 04. Сложение перпендикулярных колебаний
МодК – 05. Сложение колебаний. Биения
МодК – 06. Гармонический анализ
МодК – 07. Связанные колебания
Электричество и магнетизм
МодЭ – 01. Движение заряженной частицы во взаимно перпендикулярных электрическом и магнитном полях
МодЭ – 02. Движение заряженной частицы в параллельных электрическом и магнитном полях
МодЭ – 03. Электростатическое поле
МодЭ – 04. Движение заряженной частицы в кулоновском поле

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
МодМ – 01. Определение ускорения свободного падения
Список работ
Цель работы:
Изучение одномерного равноускоренного движения.
Определение ускорения свободного падения на одной из планет Солнечной системы (например, на Сатурне)

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
МодМ – 02. Второй закон Ньютона
Список работ
Цель работы:
Изучение второго закона Ньютона.
Определение массы движущегося тела и коэффициента трения тела о поверхность.

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
МодМ – 03. Закон сохранения импульса
Список работ
Цель работы:
Проверка закона сохранения импульса.
Изучение движения осколков разорвавшегося тела.
Определение начального импульса разорвавшегося тела.

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
МодМ – 04. Момент инерции твердого тела
Список работ
Цель работы:
Изучение особенностей вращательного движения абсолютно твердого тела.
Экспериментальное определение положения центра инерции и момента инерции твердого тела относительно оси, проходящей через центр инерции.

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
МодМ – 06. Реактивное движение
Список работ
Цель работы:
Изучение реактивного движения как движения тела с переменной массой.
Исследование зависимости кинематических характеристик (координаты, скорости, ускорения) прямолинейного реактивного движения в вакууме от массы тела и законов их изменения в процессе движения .

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
МодМ – 07. Движение инертного тела в гравитационном поле
Список работ
Цель работы:
Изучение движения тела в гравитационном поле одной из планет Солнечной системы (например, Земли).
Изучение законов Кеплера.

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
МодТ – 01. Вытекание жидкости из малого отверстия
Список работ
Цель работы:
Изучение явления вытекания жидкости из малого отверстия и движения струи жидкости под действием силы тяжести.
Определение площади отверстия, плотности жидкости и концентрации примеси в ней.

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
МодТ – 02. Движение тела в вязкой среде
Список работ
Цель работы:
Изучение одномерного движения тела в вязкой среде.
Определение зависимости характеристик движения (ускорения, скорости и координаты) тела от времени.
Вычисление коэффициента вязкости среды.

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
МодТ – 03. Движение броуновской частицы
Список работ
Цель работы:
Изучение движения броуновской частицы.
Определение постоянной Больцмана, коэффициента диффузии и длины свободного пробега броуновской частицы, находящейся в различных вязких средах.

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
МодК – 01. Свободные гармонические колебания
Список работ
Цель работы:
Изучение характеристик свободного гармонического колебательного движения.
Анализ временной зависимости координаты тела при различных начальных условиях.
Определение коэффициента жесткости неизвестной пружины с помощью пружинного маятника

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
МодК – 02. Затухающие колебания
Список работ
Цель работы:
Изучение характеристик затухающего свободного колебательного движения.
Определение коэффициента затухания, логарифмического декремента и добротности колебательной системы.

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
МодК – 03. Вынужденные колебания
Список работ
Цель работы:
Изучение особенностей вынужденного колебательного движения.
Построение резонансной кривой.
Определение частоты резонанса.

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
МодК – 04. Сложение перпендикулярных колебаний
Список работ
Цель работы:
Изучение особенностей движения тела, участвующего в двух взаимно перпендикулярных колебательных движениях.
Определение частоты горизонтальных колебаний по фигурам Лиссажу

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
МодК – 05. Сложение колебаний. Биения
Список работ
Цель работы:
Изучение особенностей движения тела, участвующего в двух одинаково направленных колебательных движениях.
Определение частоты собственных колебаний маятника и амплитуд складываемых колебаний из биений

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
МодК – 06. Гармонический анализ
Список работ
Цель работы:
Изучение сходимости Фурье-разложения периодического негармонического движения.
Построение спектра негармонического периодического движения

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
МодК – 07. Связанные колебания
Список работ
Цель работы:
Изучение свободных колебаний системы с двумя степенями свободы.
Анализ зависимости характеристик движения от начального положения связанных маятников и жесткости соединительной пружины

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
МодЭ – 01. Движение заряженной частицы во взаимно перпендикулярных электрическом и магнитном полях
Список работ
Цель работы:
Анализ зависимости характеристик периодического движения заряженной частицы от напряженности электрического и индукции магнитного полей.
Определение отношения заряда частицы к ее массе

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
МодЭ – 02. Движение заряженной частицы в параллельных электрическом и магнитном полях
Список работ
Цель работы:
Анализ зависимости характеристик периодического движения заряженной частицы от напряженности электрического и индукции магнитного полей.
Определение отношения заряда частицы к ее массе

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
МодЭ – 03. Электростатическое поле
Список работ
Цель работы:
Изучение характеристик электростатического поля при различном расположении зарядов в пространстве.
Построение эквипотенциальных поверхностей, линий напряженности электростатического поля и пространственных зависимостей потенциала и напряженности.

© ТПУ 2008 © Кравченко Н.С. , Ревинская О.Г. 2008
МодЭ – 04. Движение заряженной частицы в кулоновском поле
Список работ
Цель работы:
Изучение поведения одной заряженной частицы в поле другой заряженной частицы.
Выявление взаимосвязи параметров траектории налетающей частицы с ее начальной энергией и моментом импульса.