Лабораторная работа 1 определение плотности твёрдого тела методом непосредственного измерения линейных размеров и взвешивания




НазваниеЛабораторная работа 1 определение плотности твёрдого тела методом непосредственного измерения линейных размеров и взвешивания
Дата конвертации31.01.2013
Размер66.9 Kb.
ТипЛабораторная работа


Лабораторная работа 1.1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ТВЁРДОГО ТЕЛА МЕТОДОМ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ И ВЗВЕШИВАНИЯ



Цель работы – освоение метода расчёта погрешностей прямых и косвенных измерений по Стьюденту на примере расчёта плотности твёрдого тела правильной геометрической формы.


Плотностью тела называется физическая величина, равная отношению массы тела (m) к его объему (V)



Массу тела измеряют с помощью рычажных лабораторных весов.

Правила взвешивания:

  1. Определяют нулевую точку весов n0 – положение стрелки ненагруженных весов.

  2. Определяют цену деления весов. Кладут тело на левую чашку весов и уравновешивают его гирями. Определяют нулевую точку нагруженных весов. Добавляют малый перегрузок P (порядка 20 мг) и вновь определяют нулевую точку .

Цена деления весов

  1. Положить тело на левую чашку весов и уравновесить его гирями. Если нулевая точка нагруженных весов совпадает с нулевой точкой ненагруженных весов, то масса тела m равна массе гирь М1. Рассмотрим более общий случай: . Это означает, что масса гирь не равна массе тела.

Очевидно, в этом случае

,

где с — цена деления весов.

Знаки выбирают следующим образом: если перевешивает тело, берут знак «+», если перевешивают гири – знак «-».

Объем тел правильной геометрической формы можно рассчитать по линейным размерам тела, измеренным штангенциркулем.

Штангенциркуль


Штангенциркуль предназначен для измерения наружных и внутренних линейных размеров тел, внешних и внутренних диаметров цилиндров с величинами отсчёта 0,1; 0,05 или 0,02мм. Его внешний вид показан на рисунке 1.

Он состоит из штанги и подвижной части (ползунка). Штанга и подвижная часть изготавливаются из высококачественной инструментальной стали и имеют специальные выступы («губки») для фиксации их у начала и конца измеряемого тела. На штанге нанесена миллиметровая шкала, штрихи которой имеют строго одинаковую толщину и составляют 0,05 мм. На подвижной части штангенциркуля нанесена вспомогательная шкала (нониус), позволяющая определять размер с соответствующей точностью. Вспомогательная шкала имеет десять делений, каждое из которых на 0,1 мм меньше 2 мм. Если толщина предмета равна нулю, то начала основной и вспомогательной шкал, а также 10-е деление вспомогательной и 19-е деление основной шкалы совпадают.

Сдвиг подвижной части на 0,1 мм обеспечивает совпадение первого деления вспомогательной шкалы со вторым делением основной, сдвиг на 0,2 мм – совпадение второго деления вспомогательной шкалы с четвёртым делением основной и т. д. Таким образом, измеряемая величина равна целому числу миллиметров основной шкалы, расположенных слева от нулевого деления вспомогательной шкалы, плюс число десятых, равное номеру совпадающего деления вспомогательной шкалы с делением основной шкалы.





Рис. 1. Штангенциркуль


Погрешность при измерении штангенциркулем принимают равной половине цены деления по нониусу. Например, при цене деления по нониусу 0,1мм погрешность составляет 0,05 мм.

На рисунке 2 приведены примеры расположения шкал на штангенциркуле при различных значениях измеряемых величин. Стрелками указаны совпадающие штрихи основной и вспомогательной шкал.






Рис. 2. Примеры измерения штангенциркулем


Определение линейных размеров тела


В соответствии с формой тела записать формулу для вычисления объема, установить, какие линейные размеры необходимо непосредственно измерить и составить таблицы измеряемых величин. В качестве примера приведена таблица для линейных размеров цилиндра.


Таблица 1

№ опыта

di (см)

Δdi

di)2

№ опыта

hi (см)

Δhi

hi)2

1










1










2










2










3










3










4










4










5










5

































Измерение каждой величины провести не менее пяти раз и результаты измерений занести в таблицу.

Порядок обработки результатов прямых измерений





  1. Рассчитать среднее арифметическое значение измеренной величины



  1. Определить погрешность отдельных измерений Δli =- li и записать в таблицу.

  2. Вычислить квадраты погрешностей отдельных измерений (Δli)2 и записать в таблицу.

  3. Определить среднюю квадратичную погрешность среднего арифметического значения измеренной величины



  1. По заданной преподавателем доверительной вероятности (надежности) α и числу проведенных измерений N определить коэффициент Стьюдента t(α, N). В инженерной практике принято проводить измерения с надежностью α = 0,9. Поэтому, если преподавателем специально не оговаривается значение доверительной вероятности, примите ее равной 0,9.

  2. Определить величину экспериментальной погрешности



и записать результат прямых измерений в виде



с обязательным указанием размерности. При записи результата значение погрешности округлить до первой значащей цифры. После этого округлить значение результата до цифры того же арифметического разряда, что и в погрешности.

  1. Определить точность измерения, характеризуемую относительной погрешностью



По расчетной формуле найти среднее значение плотности тела. Величину объема тела рассчитать по средним значениям измеренных линейных размеров. В соответствие с теорией обработки результатов экспериментальных измерений относительная погрешность при косвенных измерениях определяется через относительные погрешности прямых измерений по формуле



В частности, для цилиндра, у которого ,



По относительной погрешности и среднему значению найти погрешность измерения плотности .

Окончательный результат записать в виде



с указанием размерности и учётом указанных ранее округлений.


Контрольные вопросы:

  1. Что значит «измерить» физическую величину и «записать» результат измерений?

  2. Что такое «прямые измерения» физической величины? Каков порядок обработки результатов при прямых измерениях физической величины?

  3. Что такое «косвенные измерения» физической величины? Каков порядок обработки результатов при косвенных измерениях физической величины?

  4. Что такое «систематические погрешности? Как их можно устранить?

  5. Что такое «случайные погрешности»? »? Как можно уменьшить их влияние?

  6. Что такое «промахи»? Как их можно устранить?

  7. Чем систематические погрешности отличаются от случайных?

  8. Что такое «коэффициент Стьюдента»?

  9. Как выявляются промахи при ограниченном числе измерений?

  10. Как учитывается погрешность измерительного прибора?


Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Лабораторная работа 1 определение плотности твёрдого тела методом непосредственного измерения линейных размеров и взвешивания iconЛабораторная работа «Определение плотности твердого тела»
Образовательная – научиться экспериментально определять плотность твердого тела с помощью весов и измерительного цилиндра

Лабораторная работа 1 определение плотности твёрдого тела методом непосредственного измерения линейных размеров и взвешивания iconЛабораторная работа №5 «Определение плотности вещества твердого тела»
Организационный момент (сообщение темы урока, плана занятия, запись домашнего задания)(2 мин)

Лабораторная работа 1 определение плотности твёрдого тела методом непосредственного измерения линейных размеров и взвешивания iconЛабораторная работа определение момента инерции тела методом крутильных колебаний
Цель работы: определить моменты инерции твердого тела относительно различных осей вращения

Лабораторная работа 1 определение плотности твёрдого тела методом непосредственного измерения линейных размеров и взвешивания iconЛабораторная работа Тема. Определение плотности вещества
По результатам л\р.№3 и л\р.№4 определите плотности алюминиевого и латунного цилиндров. Сравните полученные результаты с табличными...

Лабораторная работа 1 определение плотности твёрдого тела методом непосредственного измерения линейных размеров и взвешивания iconОпределение плотности твёрдого тела
Оборудование: рычажные весы, набор гирь и разновесов, мензурка, линейка, деревянный брусок, сосуд с раствором неизвестного вещества,...

Лабораторная работа 1 определение плотности твёрдого тела методом непосредственного измерения линейных размеров и взвешивания iconЛабораторная работа №1 Исследование линейных систем
Ознакомление с базовыми свойствами линейных разомкнутых систем. Определение характеристик линейной разомкнутой системы: нулей и полюсов,...

Лабораторная работа 1 определение плотности твёрдого тела методом непосредственного измерения линейных размеров и взвешивания iconОб определения вектора углового ускорения абсолютно твердого тела
Известно, что скорость произвольной точки м абсолютно твердого тела определяется формулой

Лабораторная работа 1 определение плотности твёрдого тела методом непосредственного измерения линейных размеров и взвешивания iconЛабораторная работа №5. Измерение объема твердого тела и жидкости
Цель работы: научиться измерять объем твердых тел пра­вильной и неправильной формы, объем жидкости

Лабораторная работа 1 определение плотности твёрдого тела методом непосредственного измерения линейных размеров и взвешивания iconЛабораторная работа №9 определение сопротивления тканей организма
Данная работа ориентирована на диагностику. В ходе ее выполнения Вы будете измерять сопротивление руки на участке между двумя закрепленными...

Лабораторная работа 1 определение плотности твёрдого тела методом непосредственного измерения линейных размеров и взвешивания iconОбщие сведения
Фотоэлектрический преобразователь перемещения (далее Преобразователь) — это преобразователь растрового, накопительного типа. Он предназначен...

Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница