1. Определение плотности вещества для тел правильной геометрической формы

Цель работы: определить плотность вещества, из которого изготовлено тело, научиться обрабатывать результаты прямых и косвенных измерений.

Приборы и оборудование: тела правильной геометрической формы (шар, цилиндр, кольцо, параллелепипед, диск), штангенциркуль, микрометр, весы, микрокалькулятор.

Теоретическая часть

Плотность физически однородных тел (т.е. тел, у которых макроскопические физические свойства одинаковы в разных точках тела) находится по формуле

где m – масса тела, а V – его объем. Для тел правильной геометрической формы объем тела легко рассчитать по результатам измерений его линейных размеров. Так, например, для шара с диаметром d

Для диска или цилиндра с диаметром d и высотой h

Для кольца или полого цилиндра (трубы) с высотой h, внешним диаметром D и внутренним диаметром d

Для прямоугольного параллелепипеда, у которого a, b, c – длина, ширина и высота

Порядок выполнения работы

В данной работе плотность  находится как результат косвенных измерений, а результатами прямых измерений являются масса и линейные размеры выбранного тела.

1. Измерить на весах массу m тела и оценить приборную ошибку ее определения m; рассчитать относительную ошибку измерения массы , выразить результат измерений в СИ, записать его в виде:

(кг),

2. С помощью штангенциркуля или микрометра провести не менее 5 измерений каждого из линейных размеров выданного Вам тела. Для каждого из параметров составить таблицу (см. пример ниже) и занести в нее результаты измерений этого параметра. Коэффициент надежности принять равным 0,95.

№ п/п	di (или hi , или ai , и т.д.), мм	di , мм	(di)2 , мм2	Sd , мм	dслуч. , мм	dполн. , мм	d , %
1 2 3 . . n

Записать ответ в виде:

(м), ,  = …

3. Аналогичным образом провести и обработать результаты прямых измерений для остальных линейных размеров данного тела.

4. С учетом формулы для объема выданного Вам тела получите выражение для плотности. Подставляя в эту формулу средние значения результатов прямых измерений, рассчитайте плотность вещества , из которого изготовлено тело (результаты измерений необходимо перевести в СИ).

5. На основании полученной формулы для  выведете формулу для относительной погрешности и с учетом результатов прямых измерений рассчитайте ее значение. Результат выразите в % (т.е., найдите _).

6. По значениям и рассчитайте абсолютную погрешность .

Запишите ответ

,

Контрольные вопросы и задания

1. Что такое измерение, какие бывают измерения? В каком виде необходимо представлять результаты измерений?

2. Какие три основных типа погрешностей существует? Каковы причины их появления?

3. Как находится приборная ошибка?

4. Как находится среднеквадратичная погрешность среднего значения результатов измерений, что она характеризует?

5. Какой смысл имеет коэффициент надежности?

6. Каков порядок обработки результатов прямых измерений?

7. Как оценить относительную и абсолютную погрешность результата косвенных измерений?