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基礎工程物理實驗
國立高雄大學電機工程學系副教授 施明昌
牛頓第二運動定律實驗
實驗目的 : 驗證牛頓第二運動定律及藉由滑車 ,
氣墊軌 , 及光閘計時計來測量速度及 加速度的物理量
加速度
等速度 :
Velocity: Acceleration: Position:
碰撞實驗
實驗目的 : 驗證動量守恆 , 及能量守恆原理 , 並利 用氣墊軌道量測兩物體作彈性碰撞或 非彈性碰撞其動能 , 動量之變化關係
M1 M2 V1 V2 V1’ V2’ V1’ 計算
V2’ 計算
M1=M2 211.5 211.5 69.4 68.4 61.5 61.0 69.4 68.4
M1>M2 231.5 211.5 59.8 63.6 57.4 49.7 63.4 59.0
M1<M2 211.5 231.5 60.8 58.4 47.8 48.6 58.3 60.02
21
21
21
21v
mm
2mv
mm
m-mV1'
2
21
121
21
1v
mm
m-mv
mm
2mV2'
單擺實驗
實驗目的 : 觀察單擺振盪現象及其力學原理
Angular Position:
扭擺實驗
實驗目的 : 觀察扭擺振盪現象及其力學原理 ,
並測量物體轉動慣量 I
Angular Position:
K
IT 2
KTT
IK
I
T )
2()
2(
2
電容充放電實驗
實驗目的 : 觀察電容充放電現象及時間常數 RC 的量測
電容放電電壓分布
0
5
10
15
20
25
30
0 2 4 6 8
(s)時間
(v)
電壓 電容放電電壓分布
電容放電 :
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0 1 2 3 4 5 6 7
(s)時間
t 與 )ln()(
s
t
V
V 函數圖 :
)ln()(
s
t
V
Vt
RC 經由
R= 541.6M 歐姆
可計算出電容為 1μF
熱傳導實驗
實驗目的 : 觀察熱傳導現象並利用蒸氣恆溫器 來測量不同物質的熱傳導係數比較
其熱傳導度與理論值之差異並觀察 冰塊融化的情形
待測物 △X(mm)
A(cm2) △M(g)
△T(s)
K
1 玻璃 5 8.1 8.8 300 1.44*10-3
2 石棉 10 8.1 2.77 300 0.9*10-3
3 木頭 7 8.1 2.7 300 0.61*10-3
4 壓克力 5 8.1 0.84 300 0.138*10-3
名稱熱傳導係數理論值 K (10-4) 玻璃 17.2~20.6 木頭 3.3~202 壓克力 1.13 石棉 10.3 名稱熱傳導係數誤差值 玻璃 16.27% 木頭 77.3% 壓克力 22.12% 石棉 12.62%
Cs: 為冰的融解熱 80cal/g
熱導率 k 為 :
xkA
t
100Csm
tA
xCsmk
100
氣體常數實驗實驗目的 : 驗證理想氣體方程式 PV=nRT 中 V
和 T 之關係 ; 並求出氣體常數 R 的實 驗值與理論值之誤差理論值 R = 0.082 atm.L/mole.K
= 62.4mmHg .L/mole.K 此實驗 n 值為 3.76 x 10-3 mole
加熱平容積 + 導管容積 =92.22ml
定壓 :
V-T圖
11.5
12
12.5
13
13.5
14
14.5
0 20 40 60 80 100
( C)溫度 。(ml)
容積 容積
定容
RC 電路
實驗目的 : 認識 RC 電路特性及學習示波 器及函數產生器之使用
微分電路 :
積分電路 :
→
→
惠斯登電橋實驗
實驗目的 : 利用惠斯登電橋測量待測電阻值、驗 證電阻線長度 (L) 、截面積 (A) 與電阻
值 (R) 之關係以及測量長直電阻線電阻值 ( 一般極小 ) 並推算其電阻係數
4
3
2
1
R
R
R
R
待測電阻 R2( 實驗值 )
R1( 實驗值 )
實驗值平均
10 8.5 11.3 9.9
100 88 114.3 101.15
1000 890 1111 1000.5
單位 : 歐姆
單位 : 歐姆
未知電阻 (R2) 實驗值 標準值 ( 色碼 )
電阻 A 1.236 1.2
電阻 B 10.37 10.4
電阻 C 19.07 22
3
412l
lRR
電流天秤
實驗目的 : 觀察兩平行電流導線間作用力 , 並 利用電流天秤原理 , 求出磁導率比 較和標準值 1.26x10-6(Henry/M) 之 誤差
m(g) I(A) I2 (A2) V(v)
1 0.02 7.73 59.7529 2
2 0.04 8.55 73.1025 2
3 0.06 9.50 90.25 2.3
m-i 2̂
010
2030
4050
6070
8090
100
0 0.02 0.04 0.06 0.08
m
i2̂
1數列
R
LIIFmg ba
2
0