Măsurarea dimensiunilor și a volumului liniar al substanțelor solide

Titlul lucrării: Măsurarea dimensiunilor liniare și a volumelor de solide

Specializarea: Fizica

Descriere: Obiectiv: familiarizarea cu cerințele generale pentru efectuarea măsurătorilor experimentale și a rezultatelor înregistrate. Obiective: Învățarea: 1) efectuarea măsurărilor directe ale dimensiunilor liniare ale corpurilor cu ajutorul unui șaibă, 2) măsurători indirecte pentru determinarea volumului de solide folosind rezultatele măsurătorilor directe.

Mărime fișier: 345 KB

Lucrarea a fost descărcată: 29 de persoane.

Lucrări de laborator №1

Măsurarea dimensiunilor și a volumului liniar al substanțelor solide

Obiectiv: familiarizarea cu cerințele generale pentru efectuarea măsurătorilor experimentale și a rezultatelor înregistrării.

Obiective: Învățarea: pentru a produce 1) măsurători directe ale dimensiunilor liniare ale corpurilor folosind etrierele 2) măsurători indirecte pentru a determina volumul de solide folosind rezultatele măsurătorilor directe; *

Echipamente. calimetru, micrometru, placă metalică, tub metalic gol.

Diapozitivul este un dispozitiv. Folosit pentru măsurarea dimensiunilor liniare cu o precizie de 0,1 până la 0,02 mm.

Dispozitivul constă dintr-o riglă (bară) cu diviziuni milimetrice (scala principală) și un cadru mobil cu un vernier. Există picioare pe bara și cadrul. Între picioare, obiectul măsurat este fixat și fixat cu un șurub pe cadrul. Lungimea segmentului este calculată de către vernier.

Fig.1. Caliper și utilizarea acestuia

Nonius este o scară suplimentară care se deplasează de-a lungul scării scării principale, ceea ce face posibilă creșterea preciziei măsurării la o scară dată cu un factor de 10-20. Cel mai simplu vernier este un vernier zecimal, ceea ce face posibilă măsurarea lungimii până la 0,1 din diviziunea scalei principale (a se vedea figura 2a).

Nonius este un conducător suplimentar, împărțit în 10 diviziuni egale. 10 divizii ale vernierului sunt egale cu 9 diviziuni ale scării principale 10 x = 9 mm, adică prețul unei diviziuni vernier este X = 0,9 mm.

Diferența dintre prețul împărțirii scării principale Y și prețul împărțirii

ΔX = Y - X = 1 mm - 0,9 mm = 0,1 mm. Această valoare se numește precizia vernier.

Fig.2. Vernierul zecimal: a) în poziția zero; b) și c) când numărăm zecimi dintr-o scară.

Dacă accidentul nul al vernisorului, și deci al zecelea, coincid exact
cu orice lovitură de scară, atunci toate celelalte nu coincid cu loviturile
scară. Dacă accidentul nul al vernierului nu coincide cu cel de scară, atunci
Există o bară a scalei vernier care coincide cu un accident vascular cerebral
(vezi figurile 2b și 2c).

Când poziția vernier prezentată în figura 2 b, lungimea măsurată I a segmentului este compus din 14 de diviziuni mm scala „a trecut“ vernier la zero, adică de la 14 mm și segmentul Δl. a cărui lungime este egală cu distanța de la scala cursei paisprezecelea la zero vernier. Δl vom găsi lungimea segmentului nu este pe ochi, și cu vernier.

Cea de-a patra cursă a diviziunii vernier cu cursa de scară a coincis exact în figură. Aceasta înseamnă că dimensiunea măsurată este de 14,4 mm.

În Fig. 2 vernierul vernierului "a trecut" marcajul de 6 mm, iar cursa de scară coincide cu a șaptea bară a vernierului. Aici măsurătorile produc 6,7 mm.

Deci, pentru a găsi zecimi dintr-o parte cu ajutorul unui vernier zecimal, numărul diviziei "coincide" a lui nonius ar trebui să fie înmulțit cu precizia vernierului ΔX = 0,1 mm.

Modul de numărare a lungimilor și unghiurilor folosind o scară echipată cu orice vernier rămâne același ca și pentru vernier zecimal:

Pentru a face lectura pe vernier, este necesar să se determine numărul de diviziuni pe scară pentru care sa mutat bara de Vernier la zero, și se adaugă la acest numărul de precizie Vernier, înmulțit cu numărul de diviziune a vernier, care a coincis cu bara atinge orice diviziune a scalei.

Pentru a măsura dimensiunile interne ale piciorului caliperului, introduceți
în interiorul găurii și apoi se depărtează, așa cum se arată în figura 1b. Pentru numărătoarea inversă prin
Inius trebuie adăugat la grosimea picioarelor.

Micrometrul este un dispozitiv conceput pentru a măsura dimensiunile liniare ale corpurilor cu o precizie de 0,01 mm.

membru micrometru (sm.ris.Z) capselor și un tub toc. Tubul are un filet interior în care se înșurubează un șurub micrometric montat pe acesta cu tamburul la capătul tamburului are un cap de frecare - rattle.

Acțiunea micrometrului se bazează pe capacitatea elicei de a realiza o mișcare de translație, proporțională cu unghiul de rotație. La măsurare, obiectul este fixat între călcâi și șurubul micrometric. Pentru a roti tamburul, se folosește un cap de frecare. După ce ați atins un anumit grad de depresie pe obiect, capul de frecare începe să alunece, clichetul emite un accident. Datorită acestui fapt, obiectul fixat este deformat relativ puțin (dimensiunile sale nu sunt distorsionate), iar șurubul micrometric este protejat de deteriorare.

Tubul arată divizarea scării principale. Tamburul se deplasează de-a lungul tubului în timp ce șurubul se rotește. Pasul șurubului este selectat astfel încât rotația completă a tamburului să corespundă deplasării sale de-a lungul scalei principale cu lungimea celei mai mici diviziuni. Tamburul are o scară suplimentară.

De obicei, micrometrele sunt de două tipuri:

1. Scala de bază a micrometrului are un preț cu cea mai mică diviziune de 1 mm. Pasul șurubului micrometru este, de asemenea, de 1 mm. Scara suplimentară a tamburului are 100 diviziuni, prețul fiecărei diviziuni fiind de 0,01 mm.

Count lungime produs după cum urmează: (sm.ris.4) numărul de milimetri întregi specifică ultima vizibilă împărțind scara principală, numărul de sutimi de milimetru - împărțirea tamburului, în picioare împotriva

linia A de pe tub.

În figura 4, lungimea măsurată este de 13,73 mm.

2. Scala de bază a micrometrului are un preț cu cea mai mică diviziune de 0,5 mm. Pasul șurubului micrometru este, de asemenea, de 0,5 mm. Jumătate diviziuni sunt situate deasupra liniei de scară principală (vezi figura 5). Scara tamburului este împărțită în 50 diviziuni, astfel încât prețul de împărțire a tamburului este de 0,01 mm.

Lungimea se calculează după cum urmează: numărul de milimetri întregi este determinat de ultima diviziune vizibilă a scării principale + 0,5 mm. dacă după ultima diviziune vizibilă a scalei principale, este vizibilă divizarea scării superioare și + numărul de sutimi dintre părți numărate pe tambur.

Micrometru de măsurare în cazul în care tamburul este marcat cu 100 diviziuni.

Cântare de micrometru în cazul în care 50 de bare sunt aplicate pe tambur.

În figura 5, lungimea măsurată este de 5 mm + 0,5 mm + 0,24 mm == 5,74 mm.

1) În prima sarcină a acestei lucrări, determinați volumul unei plăci metalice

V = abh. (formula de lucru)

unde a este lungimea plăcii;

2) În a doua sarcină este necesară determinarea volumului tubului gol. Volumul tubului gol este egal cu diferența de volum dintre primul cilindru (exterior) și cel de-al doilea (interior) V X și V z

Formula pentru volumul cilindrilor

Apoi, volumul tubului

V TP = (1/4) πH (d12 # 150; d 2 2). (formula de lucru)

unde d1 și d2 sunt diametrele

cilindrii exteriori și interiori,

H este înălțimea tubului (cilindru).

Instrucțiuni pentru locul de muncă:

1 sarcină: determinați volumul plăcii metalice.

1. Pregătiți tabelul de măsurare

2. Faceți 5 măsurători ale grosimii h în diferite locuri ale plăcii utilizând un micrometru. Rezultatele sunt introduse în tabel

3. Determinați media valorii aritmetice a grosimii h cp de formula

unde n # 150; numărul de măsurători, aici n = 5, media este calculată ca suma a cinci valori împărțită la 5.

1. Calculați eroarea absolută a fiecărei măsurări Δ h i

Δ h i = h cr - h i

1. Se calculează eroarea medie absolută de măsurare Δ h cp

1. Aceeași lucrare de la punctele 2 până la 5 se face în funcție de măsurarea lungimii a. b lățimea plăcii cu ajutorul unui etrier.

Rezultatele măsurătorilor și calculelor trebuie înregistrate în tabelul de măsurare.

1. Folosind formula V = a b h, definim V cp. înlocuind valorile medii ale h cp. un cp. b cp.
2. . Se determină erorile marginale absolute și relative ale măsurătorilor indirecte ale volumului plăcii printr-o metodă diferențială.

La efectuarea lucrării, este necesar să se ia în considerare cele trei erori introduse de măsurătorile h. a. b pentru determinarea volumului tubului; Volumul plăcii este o funcție a trei variabile V (h, a, b).

Eroare absolută pentru o funcție a mai multor variabile în cazul general

Aplicăm această formulă pentru cazul nostru. Eroarea absolută pentru volumul plăcii este definită ca o funcție

Să găsim derivatele parțiale ale funcției

Calculați eroarea absolută a valorii determinate a volumului ΔV cp din datele din tabel, înlocuind valorile medii ale valorilor și erorile absolute ale acestora.

Determinați eroarea relativă de formula

9. Valorile volumului sunt înregistrate cu o indicație a erorii în definiția din formular

; ΔV / V = ​​ΔV cp / V cp * 100%

V = 110,3 ± 5,7 mm3; ΔV / V = ​​5,2%

2: Stabiliți volumul unui tub metalic gol

1. Pregătiți tabelul de măsurare

2. Efectuați 5 măsurători ale înălțimii H. a diametrului exterior d 1 și diametrul interior d 2 în diferite locuri ale tubului. Introduceți valorile din tabel.

1. Determinați valorile medii ale lui H cp. d 1 cp și d2 cp.
2. Se calculează eroarea absolută a fiecărei măsurări ΔH, Δd 1. Δ d 2
3. Determinați V cp. înlocuind valorile medii ale lui H cp. d 1 cp și d2 cp.
4. Calculați erorile relative și absolute ale măsurărilor indirecte ale volumului tubului printr-o metodă diferențială;

La efectuarea lucrării, este necesar să se ia în considerare cele trei erori introduse de măsurătorile lui H cp. d 1 cp și d2 cp în determinarea volumului tubului, adică Volumul plăcii este o funcție a trei variabile, V TP (H cp d 1cp și d 2 cp).

În acest caz, este mai ușor să găsiți mai întâi eroarea relativă:

Pentru a calcula eroarea relativă, logaritmăm formula de lucru:

Să găsim derivatele parțiale:

Apoi se va scrie eroarea relativă:

Calculați eroarea relativă prin înlocuirea tabelului cu valorile medii ale tuturor cantităților.

Apoi determinați eroarea absolută.

7. Valorile volumului sunt înregistrate cu o indicație a erorii în determinare sub forma:

înlocuind valorile numerice ale valorilor medii.

1. Dispozitiv de ștergere
2. Pentru ce-i mai rău?
   1. Ce se numește acuratețea vernierului?
   2. Explicați modul de efectuare a măsurătorilor folosind vernier pe exemplul unui etrier.
   3. Cum să măsurați dimensiunile interne cu un etrier?
   4. Dispozitiv micrometru
   5. Scopul capului de frecare
   6. Care este deplasarea tamburului de-a lungul scării principale atunci când este complet rotit?
   7. Cum măsurați lungimea cu un micrometru?
   8. . Ce măsurători directe și indirecte sunt făcute în această lucrare.
   9. . Care valoare este cea mai apropiată de valoarea adevărată a valorii măsurate?
3. Ce se numește eroare absolută?
4. Ce se numește eroarea relativă?
5. Cum se determină eroarea absolută utilizând o metodă diferențială pentru determinarea erorii marginale?
6. Cum se determină eroarea relativă utilizând o metodă diferențială de determinare a erorii marginale relative?

1. Practica fizică // Ed. Iveronova VI
2. GE.Pustovalov. EV Talalaeva. Cele mai simple măsurători fizice și prelucrarea lor "

Trimiteți-le prietenilor: