Індекс рубрикатора НБУВ: В374

Рубрики:

Оптичні властивості твердих тіл. Оптичні властивості кристалів (кристалооптика)

Шифр НБУВ: Ж72631 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Мета роботи - вимірювання тривалості удару та швидкості поширення пружних хвиль в металевих стрижнях змінного перерізу, а також визначення залежності швидкості від геометричних та фізичних характеристик стрижня. Методи дослідження засновані на використанні відомих положень теорії удару, розв'язку задач про поздовжнє зіткнення стрижнів. Для проведення вимірювань застосовувалися сучасні цифрові прилади. Експериментальна обробка даних виконувалася, в основному, методом найменших квадратів. Розрахунки і аналіз експериментальних даних виконувалися з використанням сучасної обчислювальної техніки і програмного забезпечення. Вперше одержана синусоподібна функціональна залежність швидкості поширення пружної хвилі від калібру ступінчастого стрижня, тобто від форми бічної поверхні стержня. Розроблено спосіб одержання величини максимальної швидкості поздовжньої хвилі в зразках гірської породи. Ці дані можна використовувати для аналізу напружено-деформованого стану гірського масиву та інших об'єктів при їх ударному навантаженні. При ударі в стрижні як у твердому тілі поширюються хвилі кількох типів з різними швидкостями. Проведений аналіз поширення пружних хвиль в круглих стрижнях показав, що значення середньої швидкості поширення хвилі в коротких стрижнях відрізняється від швидкості хвилі, яка визначається в одновимірній теорії. Для вимірювання швидкості пружних хвиль використовувалися два способи: за часом розповсюдження пружної хвилі в стрижні (реєстратор - п'єзодатчик), за часом зіткнення двох стрижнів (електроконтактний метод). Тривалість контакту визначалася як різниця часу з моменту початку контакту до моменту, коли всі точки торця стрижня відійдуть від перешкоди. Досліджено ступінчасті стрижні довжиною 100 мм та діаметром 10 мм. Довжина сходинки діаметром 5 мм змінювалася в межах 0 - 100 мм. Теоретичні та експериментальні дослідження на розроблених та виготовлених установках довели, що існують дві характерні області, в яких швидкість поширення пружної хвилі в трьохвимірному стрижні кінцевої довжини відрізняється від величини швидкості хвилі в одновимірному стрижні. Максимальної швидкості хвиля досягає, коли довжина сходинки становить 0,2 від довжини стрижня. Для заліза ця швидкість склала величину 5958 м/с, алюмінію 6098 м/с, латуні 4065 м/с. Існує значення калібру, при якому середня швидкість поздовжньої хвилі мінімальна, що обумовлено істотним впливом на неї поперечних коливань. Це доводить помилковість обчислення напружено-деформованого стану стрижня в одномірному наближенні.

За допомогою методів функціоналу електронної густини та псевдопотенціалу із перших принципів з використанням авторського програмного комплексу одержано розподіли густини валентних електронів, густини електронних станів, ширини валентної зони, забороненої зони, заряди атомів для композиту на основі целюлози за механічних впливів. Виявлено, що зміна ширини забороненої зони композитів CNC/g-ZnO у разі механічного стискання має тенденцію до зменшення. Зафіксовано значне перенесення заряду в межах композиту, що призводить до виникнення областей просторового заряду різних знаків.

Розроблено методику проведення фронтальної лабораторної роботи з фізики, яка використовує мініатюрні пристрої та смартфони для визначення коефіцієнта тертя ковзання гнучкого тіла по нерухомому циліндру та кінематичних параметрів петльового маятника. Розв'язання Ейлером задачі щодо ковзання гнучкого тіла по нерухомому циліндру розглядається при викладанні фізики як класичний приклад вирішення завдань механіки аналітичним методом, але відсутність практичного підтвердження теоретичних висновків значно знижує якість набутих студентами знань. Робота має теоретичний і прикладний характер. Поставлену проблему вирішували за допомогою розроблених мініатюрних дослідницьких установок, що використовували теоретичну основу задачі Ейлера. Методологічно дослідження базувалися на відомих законах кінематики та збереження енергії, а її основні науково-практичні результати отримані з використанням відео- та фотореєстрації, цифрових технологій оброблення результатів експериментів. Основним результатом роботи є розроблення мініатюрної дослідницької установки "Петльовий маятник" і методики її використання для фронтального проведення лабораторних робіт "Визначення коефіцієнта тертя гнучких тіл при ковзанні по циліндру" та "Петльовий математичний маятник зі змінною довжиною нитки" на уроках фізики. Важливим є те, що для реєстрації кінематичних параметрів руху використовуються смартфони в режимі відео "slow motion" та "секундомір". Це вирішує проблему забезпечення закладів освіти сучасним лабораторним обладнанням. Крім того, розширюються межі навчального процесу: студенти можуть отримати доступ до лабораторних установок у комфортний для них і викладача час. Доведено, що розроблені мініатюрні установки надають можливість фронтального проведення лабораторних робіт із використанням формули Ейлера. Студенти під час проведення експериментів визначають величину коефіцієнта тертя при ковзанні гнучких тіл по нерухомому циліндру та знайомляться з законом тертя гнучких тіл, який відрізняється від закону тертя ковзання твердих тіл по плоскій поверхні. Цей висновок власне й пропонується підтвердити студентам за допомогою експериментальної установки, де теоретично отримані залежності повністю узгоджуються з результатами експериментів.

Розроблено методику проведення фронтальної лабораторної роботи з фізики, яка використовує мініатюрні пристрої та смартфони для визначення коефіцієнта тертя ковзання гнучкого тіла по нерухомому циліндру та кінематичних параметрів петльового маятника. Розв'язання Ейлером задачі щодо ковзання гнучкого тіла по нерухомому циліндру розглядається при викладанні фізики як класичний приклад вирішення завдань механіки аналітичним методом, але відсутність практичного підтвердження теоретичних висновків значно знижує якість набутих студентами знань. Робота має теоретичний і прикладний характер. Поставлену проблему вирішували за допомогою розроблених мініатюрних дослідницьких установок, що використовували теоретичну основу задачі Ейлера. Методологічно дослідження базувалися на відомих законах кінематики та збереження енергії, а її основні науково-практичні результати отримані з використанням відео- та фотореєстрації, цифрових технологій оброблення результатів експериментів. Основним результатом роботи є розроблення мініатюрної дослідницької установки "Петльовий маятник" і методики її використання для фронтального проведення лабораторних робіт "Визначення коефіцієнта тертя гнучких тіл при ковзанні по циліндру" та "Петльовий математичний маятник зі змінною довжиною нитки" на уроках фізики. Важливим є те, що для реєстрації кінематичних параметрів руху використовуються смартфони в режимі відео "slow motion" та "секундомір". Це вирішує проблему забезпечення закладів освіти сучасним лабораторним обладнанням. Крім того, розширюються межі навчального процесу: студенти можуть отримати доступ до лабораторних установок у комфортний для них і викладача час. Доведено, що розроблені мініатюрні установки надають можливість фронтального проведення лабораторних робіт із використанням формули Ейлера. Студенти під час проведення експериментів визначають величину коефіцієнта тертя при ковзанні гнучких тіл по нерухомому циліндру та знайомляться з законом тертя гнучких тіл, який відрізняється від закону тертя ковзання твердих тіл по плоскій поверхні. Цей висновок власне й пропонується підтвердити студентам за допомогою експериментальної установки, де теоретично отримані залежності повністю узгоджуються з результатами експериментів.

Розглянуто методику проведення фронтальних і дистанційних лабораторних робіт з фізики, яка використовує саморобні дослідницькі установки у поєднанні з технологією BYOD для визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини та перевірки рівняння Бернуллі. BYOD (Bring your own devices) - це технологія, за якої на заняттях використовується обладнання, яке є "в кармані" сучасного студента: власні смартфони, планшети тощо. Це надає змогу розв'язати декілька важливих освітніх проблем, зокрема - проблему забезпечення закладів освіти сучасним вимірювальним обладнанням, яке, за рахунок постійного розвитку мобільних додатків, значно розширює межі освітнього процесу. Ця технологія стає максимально ефективною, якщо всі студенти забезпечені дослідницькими установками. Для розв'язання цієї проблеми необхідно розробити лабораторні установки, які кожен студент може самотужки виготовити. Поставлену мету вирішено за допомогою розроблених мініатюрних дослідницьких установок. Методологічно дослідження базувалися на відомих законах гідродинаміки, а її основні науково-практичні результати отримано з використанням відео- та фотореєстрації, цифрових технологій оброблення результатів експериментів. Для реєстрації зміни з часом рівня рідини та гранульованих матеріалів, довжини важеля, діаметра крапель використано смартфони в режимі відео "slow motion" та "секундомір". Розроблено фізичні установки для перевірки рівняння Бернуллі та визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини. Залежність швидкості витікання рідини з отвору від часу є квадратичною, що підтверджує справедливість рівняння Бернуллі. Швидкість висипання піску з отвору, на відміну від рідини, не залежить від його рівня в посудині, що пояснює принцип дії пісочного годинника. На прикладі лабораторних робіт "Перевірка рівняння Бернуллі" та "Визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини" доведено, що використання технології BYOD у поєднанні з розробленими установками надає можливість кожному студентові проводити повноцінні досліди як в аудиторії, так і дистанційно, вдома. Точність вимірювань кінематичних параметрів і часу за допомогою сучасних девайсів надає можливість розрізнити навіть невелику відмінність законів плинності скрізь отвір рідини від гранульованих матеріалів.

Індекс рубрикатора НБУВ: В3 я73-5

Рубрики:

Фізика

Шифр НБУВ: Ж101424 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В3 я73-5

Рубрики:

Фізика

Шифр НБУВ: Ж101424 Пошук видання у каталогах НБУВ