Методическое пособие по Физике

Как уже говорилось выше, если цены в магазине приемлемые, но покупатели все равно стремятся быстрее покинуть торговый зал, то им, скорее всего, неуютно находиться в магазине. Можно выделить следующие критерии уюта в торговом зале: использование фирменного цвета в интерьере торгового зала; единый стиль оборудования, привлекающий покупателя к товару; навигация в торговом зале; температура; свет; звук; запах; униформа продавцов.

Точно так же, как единый фирменный стиль оборудования, должно быть фирменное освещение торгового зала, которое должно подчеркивать товар. Человек всегда стремится из более темного места перейти в более светлое, но не наоборот. И если проходы между стеллажами более светлые, чем сами стеллажи, то в этом магазине продажи не будут высокими. Если изнутри оборудования идет подсветка, а проходы слегка затемнены, то человек, как мотылек на свечу, всегда будет стремиться к месту продажи.

В магазине обязательно должен быть звук. Только для сети желательно в каждом магазине проигрывать одну и ту же музыку, выбор которой не должен зависеть от вкуса управляющего.

Продавец - продолжение оборудования. На продавцах обязательно должна быть форма, отличающая их от обычных посетителей. Поэтому белый верх, черный низ - не очень хороший вариант, так как в этом случае продавца можно спутать с покупателем, одетым точно так же.

Специальная литература и многочисленные профессиональные тренинги учат трем законам мерчандайзинга - формированию запаса продукции, ее расположению и представлению ее покупателю. Правильное расположение и представление продукции - целое искусство. И, чтобы достичь его вершин, нужно учитывать несколько истин.

Во-первых, лучше расположить вход в магазин с правой стороны: исследования показали, что среднестатистический потребитель предпочитает обходить магазин справа налево.

Во-вторых, в начале своего пути по магазину посетитель готов потратить большее количество денег, чем подходя к кассе. Здесь срабатывают психологические факторы: пустую тележку хочется наполнить, а уже нагруженную - нет; кроме того, срабатывает боязнь выйти за пределы запланированной суммы. Поэтому товары, которые встречаются первыми на пути покупателя, самые продаваемые. У кассы он скорее купит что-нибудь совсем недорогое - "на сдачу".

В-третьих, в магазине существуют самые продаваемые зоны. Они находятся у входа в магазин и у касс.

ВОПРОСЫ:

1. Назовите три основных закона на которых можно выстроить концепцию мерчендайзинга

2. Назовите любые три правила мерчендайзинга

3. По какому принципу должен быть расположен товар для среднего и богатого класса покупателей

4. Какие самые продаваемые зоны в магазине

5. Опишите где лицо у таких товаров как: пароварка, термопот, соковыжималка и как их лучше расположить на витрине.

6. Для чего нужны дополнительные места продажи

7. Что такое SKU, фейсинг, планограмма.

8. В каких случаях товар в магазине должен обязательно дублироваться

9. Где лучше располагать рекламные материалы

Методическое пособие по Физике

Лабораторная работа № 1

НЕУПРУГИЙ УДАР

При ударе происходит изменение на конечные значения скоростей тел за очень короткий промежуток времени. При этом между сталки­вающимися телами возникают кратковременные ударные силы, превос­ходящие во много раз все внешние силы, действующие на них. По­этому такую систему соударяющихся тел в процессе удара можно рас­сматривать практически как замкнутую и применять для нее закон сохранения импульса. Если после столкновения тела движутся как одно целое, т.е. с одной и той же скоростью, то такой удар на­зывают неупругим.

Примером указанного взаимодействия является соударение шари­ка массой m и начальной скоростью с баллистическим маятником, в углублении цилиндра которого на месте контакта помещается слой неупругого материала - пластилина. При столкновении таких тел ша­рик застревает в пластилине и маятник вместе с ним движется как одно целое. При ударе происходит изменение на конечные значения скоростей тел за очень короткий промежуток времени. При этом между сталки­вающимися телами возникают кратковременные ударные силы, превос­ходящие во много раз все внешние силы, действующие на них. По­этому такую систему соударяющихся тел в процессе удара можно рас­сматривать практически как замкнутую и применять для нее закон сохранения импульса. Если после столкновения тела движутся как одно целое, т.е. с одной и той же скоростью, то такой удар на­зывают неупругим.

На основании закона сохранения импульса имеем:

, (1)

где - скорость шарика перед ударом; - скорость цилиндра маятника с шариком после удара; M – масса маятника; m – масса груза;

В результате столкновения маятник придет в движение и отклонится на угол j, при этом кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию и на основании закона сохранения энергии можно записать следующее уравнение:

, (2)

где h – максимальная высота поднятия центра тяжести маятника.

Отсюда

. (3)

Из подобия треугольников ABC и OBO’ (рис.1) следует

.

Но , т.е. равно смещению центра тяжести маятника, а OB=ℓ - расстоянию от точки подвеса до центра тяжести маят­ника. Поэтому для определения h получаем следующее выражение:

. (4)

Решая совместно выражения (1),(3),(4), получим уравнение для определения начальной скорости шарика:

. (5)

Для определения скорости тела - шарика, вызывающего смещение маятника из первоначального состояния покоя, используется уста­новка, схема которой приведена на рисунке.

Установка состоит из массивного цилиндра 1, подвешенного на практически нерастяжимом стержне 2. Внутри цилиндра 1 имеется углубление, заполненное пластилином. На некотором расстоянии от него по оси расположена трубка 3, внутри которой размещена пру­жина. В трубке сверху имеется отверстие 4, предназначенное для опускания внутрь нее шарика 5. При этом пружина должна быть в сжатом состоянии. После нажатия на спусковое устройство 6 пружина выбрасывает шарик из трубки с некоторой скоростью , и он попадает в углуб­ление цилиндра маятника 1, застревая в слое пластилина, т.е. моделируется неупругий удар. В результате этого происходит сме­щение центра тяжести маятника, что фиксируется по величине угла отклонения j на специальной бумажной карточке с помощью самописца 7, установленного на стержне 2.

Лабораторная работа №2.

ПРОВЕРКА ОСНОВНОГО ЗАКОНА ДИНАМИКИ ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ.

Основным законом динамики является второй закон Ньютона, связывающий понятия кинематики (скорость, ускорение) с дина­мическими понятиями (масса, сила, импульс тела).

Второй закон Ньютона можно сформулировать так: сила, дейст­вующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение:

.

Закон в этом виде можно проверить, если, оставляя постоян­ной силу, менять массу, тогда

(1)

или, оставляя постоянной массу, менять силу, тогда

. (2)

Целью настоящей работы является проверка соотношения (2) при помощи машины Атвуда.

Машина Атвуда состоит из вертикальной рейки со шкалой 2. Сверху к рейке прикреплен легкий блок, способный вращаться с незначительным тре­нием. Через блок перекинута тон­кая капроновая нить 3 с прикреплен­ными грузами 4 одинаковых масс.

Грузы могут быть установлены на передвигающихся вдоль рей­ки подставках, платформах 5, од­на из которых снабжена электро­магнитом 6 для удержания грузов. Система двух таких одинаковых по массе покоящихся грузов находит­ся в равновесии. Такая система, выведенная из равновесия легким, толчком руки, движется замедленно, так как постоянно действу­ет сила трения оси блока. При проверке основного закона динамики на описанной установке силой трения пренебрегать нельзя, поскольку ее величина сравнима с силами, приводящими грузы в ускоренное движение.

Сила трения в установке компенсируется добавочным грузом массой μ, который помещается на движущий груз.

Изменение движущей силы осуществляется путем перекладывания добавочных грузов с одного груза на другой.

Пример. Если пять оди­наковых добавочных грузов массами m₁ каждый положить на движущий груз, то движущей силой будет сила . Она сообщит системе ускорение

.

Если один из добавочных грузов перенести на второй груз, то движущей силой будет , она сообщит системе ускорение

При равноускоренном движении

, ;

при . (3)

То есть отношение ускорений можно заменить обратным отношени­ем квадратов времен. Таким образом, измеряя время движения гру­зов с одной и той же высоты при разных перегрузках, можно проверить соотношение (2), заменив его соотношением

.

Если рассчитать ускорение по формуле , то можно затем определить силу натяжения нити без учета вращения блока

, (4)

где M₁ - масса движущегося вниз груза, или

, (5)

где M₂ - масса движущегося вверх груза.

Лабораторная работа №3.

Определение момента инерции твердого тела.

Момент инерции твердого тела является физической величиной, характеризующей инертность тела при изменении угловой скорости вращения этого тела ω под действием вращающего момента М. Для тела, имеющего постоянную плотность ρ, момент инерции может быть определён путем интегрирования:

, (1)

где dV - элемент объема;

r - расстояние от этого элемента до оси вращения.

Из формулы (1) видно, что момент инерции не зависит от характера движения, а зависит от размеров, форм и плотности тела. Момент инерции твердого тела во вращательном движении выполняет ту же роль, что и масса тела при поступательном движении.

Проектирование машин и механизмов, имеющих вращающиеся при работе детали, ведется с учетом моментов инерции этих деталей.

Для однородного тела правильной геометрической формы момент инерции может быть вычислен теоретически (1). При сложной форме тела и неравномерном распределении плотности вещества в нем теоретическое вычисление момента инерции может быть достаточно сложной задачей. В этих случаях момент инерции определяют опытным путем. В настоящей работе определяется момент инерции крестовины маятника Обербека методом вращения.

Подвижная часть маятника Обербека (крестовина) состоит из двухступенчатого блока, насаженного на ось, и четырех спиц с одинаковыми цилиндрическими грузами с массами m₁. Грузы m₁ можно перемещать, закрепляя в том или ином положении, меняя этим момент инерции крестовины.

Центр тяжести системы должен находиться на оси вращения. Крестовина приводится в движение при помощи груза массой m, прикрепленного на нити, накрученной на шкив.

Итак, если груз опустить с высоты h, то он будет двигаться с линейным ускорением:

, (2)

где t - время движения груза на участке длиной h.

Крестовина же при этом будет вращаться с угловым ускорением:

, (3)

где r - радиус шкива, на который наматывается нить.

С другой стороны, это ускорение по закону динамики вращательного движения:

, (4)

здесь , (5)

где g - ускорение свободного падения.

На основании (2), (3), (4), (5) получаем:

. (6)

Лабораторная работа №4

Определение ускорения свобо

дного падения математическим маятником

Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на невесомой нерастяжимой нити и совершающая колебания в вертикальной плоскости. Маятником, близким к математическому, может служить небольшой тяжелый шарик, совершающий колебания на бифилярном подвесе.

Если маятник вывести из положения равновесия, то относительно оси качания О возникает вращательный момент (см. рис.), численно равный , стремящийся возвратить маятник в положение равновесия (α = 0).

В соответствии с основным законом динамики вращательного движения, уравнение движения математического маятника имеет вид:

, (1)

где I – момент инерции маятника, α – угол отклонения маятника от положения равновесия, l – расстояние от центра тяжести шарика до оси качания. При малых колебаниях маятника . Тогда уравнение движения маятника примет вид: или , (2)

где I = ml² – момент инерции материальной точки.

Уравнение (2) является дифференциальным уравнением гармонических колебаний. Согласно теории гармонических колебаний период колебаний Т математического маятника определяется по формуле:

, (3)

из которой следует, что ускорение свободного падения g равно

. (4)

Для определения g по формуле (4) необходимо измерить период полного колебания маятника Т и его длину ℓ. Однако, непосредственное измерение длины маятника представляет сложную задачу, так как приходится определять центр тяжести, который при неоднородности материала шарика и неточности шаровой поверхности нелегко найти. Чтобы обойти эту трудность, в настоящей работе пользуются маятником переменной длины.

Наматывая нить, на которой подвешен маятник на небольшой блок, прикрепленный к стойке А, меняют длину маятника и проделывают 2 опыта с длинами ℓ₁ и ℓ₂.

Для каждого опыта согласно формуле (3) имеем

и ,

откуда следует

. (5)

Разность длин легко найти как разность отсчетов положения рейки В, расположенной по касательной к шарику в том и другом случае.

Лабораторная работа №5

Определение коэффициента вязкости жидкости

При движении жидкости между ее слоями возникают силы внутреннего трения противостоящие «сдвигу» слоев, действующие таким образом, чтобы уровнять скорости всех слоев. Природа этих сил заключается в том, что слои, движущиеся с разными скоростями, обмениваются молекулами. Молекулы из более быстрого слоя передают более медленному слою некоторый импульс, что приводит к торможению последнего.

Сила внутреннего трения (вязкости), действующая между двумя слоями, пропорциональна площади их соприкосновения ∆S и градиенту скорости в направлении внешней нормали n к поверхности слоя:

. (1)

Величина η называется коэффициентом внутреннего трения или вязкости. Коэффициент вязкости зависит от природы жидкости и для данной жидкости с повышением температуры вязкость уменьшается.

При падении шарика в вязкой жидкости на него действуют три силы:

1. Сила тяжести (V - объем и ρ - плотность шарика)

2. Выталкивающая сила Архимеда (ρ^’ – плотность жидкости)

3. Сила внутреннего трения, действующая на шарик радиуса r при его медленном поступательном движении со скоростью u и тормозящая движение шарика, которая определяется по формуле Стокса .

На основании второго закона Ньютона имеем:

или (2)

Вначале скорость движения шарика возрастает , но так как по мере увеличения скорости сила сопротивления так же возрастает, наступает такой момент, когда сила тяжести уравновешивается суммой сил Архимеда и Стокса и равнодействующая всех сил становится равной нулю.

. (3)

С этого момента движение шарика становится практически равномерным со скоростью . Решая уравнение движения относительно , получим для коэффициента вязкости:

. (4)

Скорость равномерного движения шарика можно определить, зная расстояние ℓ между метками на сосуде и время t, за которое шарик проходит это расстояние .

Учитывая, что на опыте измеряется диаметр шарика, а не его радиус получаем расчетную формулу:

. (5)

Лабораторная работа №6

Определение отношения молярных теплоемкостей газа методом адиабатического расширения

Процесс теплообмена определяется теплоемкостью тел, участвующих в теплообмене. Величина теплоемкости зависит от условий, при которых происходит теплообмен. Чаще всего при описании процессов в газах используется понятия теплоемкости при постоянном объеме С_V или при постоянном давлении С_P.

в частности называемое показателем адиабатического процесса γ отношение

,

где С_P и С_V - молярные теплоемкости;

i - число степеней свободы.

Адиабатическим называется процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой.

Уравнением адиабатического процесса является уравнение Пуассона

.

Для одноатомных газов: ,

для двухатомных: ,

для многоатомных: .

В данной работе показатель адиабаты определяется для воздуха, который представляет собой смесь газов и рассматривается как многоатомный идеальный газ.

Прибор Клемана - Дезорма состоит из теплоизолированного баллона с воздухом, насоса и манометра С. Если быстро накачивать воздух в баллон, то процесс его сжатия можно считать адиабатическим. При адиабатическом сжатии повышается давление воздуха относительно атмосферного р, при этом воздух нагревается. Вследствие теплообмена воздуха с окружающей средой через некоторое время температура воздуха в баллоне сравнится с температурой внешней среды Т₁ (изохорное охлаждение). Давление, установившееся в баллоне

,

где р – атмосферное давление ,

- показание манометра, выраженное в тех же единицах измерения, что и р.

Таким образом, состояние воздуха внутри баллона (назовем его состоянием 1) характеризуется параметрами р₁, V₁, T₁.

Пусть масса воздуха после накачивания насосом в баллон объемом V₂ равна m. При открытии крана К часть воздуха выходит. Обозначим массу вышедшего воздуха Δm, тогда масса оставшегося воздуха . Эта масса перед открытием крана занимала меньший объем V₁ (V₁ – часть объема V₂). Так как процесс выпускания воздуха кратковременный, то можно его считать процессом адиабатического расширения. Адиабатическое расширение сопровождается понижением давления в нашем случае до атмосферного p и температуры до .

Состояние воздуха в баллоне в момент закрытия крана K₁ (состояние 2) характеризуется параметрами p, V₂, T₂.

Первое и второе состояния связаны уравнением Пуассона:

или . (3)

За счет теплообмена температура воздуха в баллоне через небольшой промежуток времени становится равной температуре окружающей среды. Давление при этом повышается при постоянном объеме (изохорическое нагревание).

Состояние (3) характеризуется параметрами , V₂, T₁

Состояние (1) и (3) связаны уравнением Бойля – Мариотта (так как T=const)

или . (4)

Возведем уравнение (4) в степень γ: . (5)

На основании (3) и (5) запишем . (6)

Прологарифмируем соотношение (6): . (7).

Откуда . (8)

Так как , и мало отличаются друг от друга, то разность логарифмов давлений можно заменить разностью самих давлений, т.е.

. (9)

Следовательно, работа по определению γ сводится к измерению разностей уровней жидкости в коленах манометра перед адиабатическим расширением и после него.

Лабораторная работа №10

ПРОВЕРКА ЗАКОНОВ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ ТЕЛ

Экспериментальные исследования показали, что свободное падение - равноускоренное движение и ускорение свободного падения g - зависит от географической широты и расстояния от центра Земли, но не зависит от массы тела, т.е. все тела в одном и том же месте Земли падают с одним и тем же ускорением.

Независимость ускорения свободного падения от массы приводит к выводу, что отношение гравитационной массы m_g, которая входит в закон всемирного тяготения, к массе инертной m_ин, которая входит во второй закон Ньютона, есть величина постоянная. К такому результату приводят все опыты, в которых могло бы проявиться различие между инертной и гравитационной массами. А это означает, что при надлежащем выборе единиц измерения m_g и m_ин становятся тождественными, поэтому в физике говорят просто о массе m.

Всё изложенное выше можно обосновать теоретически, рассматривая движение относительно той или другой системы отсчета.

Так, например, если свободное падение рассматривать относительно инерциальной системы отсчета (движущейся без ускорения), связанной с Землей, то оно происходит под действием силы тяготения:

, (1)

где m_g – гравитационная масса тела;

М - гравитационная масса Земли;

G - гравитационная постоянная.

Эта сила вызывает ускорение:

(2)

или если центр тяжести тела поднять на высоту h, то

. (3)

Зависимость g от h будет ощутимой при соизмеримости h и R. Зависимость g от географической широты легко показать, если свободное падение рассматривать относительно неинерциальной системы отсчета, связанной с Землей, т.е. с учетом суточного вращения Земли с угловой скоростью ω.

В этом случае (рис.2) на тело массой m, находящееся на широте φ, действуют две силы: сила тяготения (1) и сила инерции:

. (4)

Сила инерции зависит от географической широты. Сила тяжести является равнодействующей этих двух сил, т.е.

. (5)

Угол отклонения от самый большой на широте φ= 45⁰ и равен 6'. Таким образом, сила тяжести совпадает по направлению с на полюсах и экваторе. Она самая большая на полюсах и самая малая на экваторе, то же можно сказать и об ускорении g. Но т.к. , то и в этом случае можно считать, что и прийти к формулам (3), (4), но, учитывая сплюснутость Земли, считать радиус Земли зависящим от географической широты. В данной работе используется высота h<<R, и поэтому зависимость g от h не учитывается.

Установка для изучения свободного падения тел состоит из вертикальной штанги с линейкой (рис. 1). По штанге перемещаются две платформы. К верхней прикреплён электромагнит, удерживающий металлический шарик, а к нижней ловушка с контактной заслонкой. Запуск секундомера производится в момент отрыва шарика от электромагнита, а его остановка в момент достижения шариком ловушки. Изменяя положение ловушки, мы меняем h, а значит, и время падения. По значениям h и t строится график зависимости , который даёт возможность судить о том, что свободное падение – равноускоренное движение.

Ускорение свободного падения определяется из уравнения равноускоренного движения , откуда . (6)