- •Лабораторные работы по механике
- •Предисловие
- •Введение Место физики среди естественных наук и роль измерений в физике
- •Порядок работы в лаборатории
- •Виды физических измерений
- •Единицы измерения
- •I. Элементы теории погрешностей Ошибки измерения (погрешности) и причины их возникновения
- •Определение величины ошибки при прямых измерениях
- •Коэффициенты Стьюдента
- •Относительная ошибка
- •Пример записи результатов прямых измерений
- •Функция нескольких переменных (ошибки косвенных измерений)
- •Способы уменьшения ошибки измерения
- •Некоторые правила приближенных вычислений
- •Графическое представление результатов
- •II. Простейшие физические измерения Линейный нониус и штангенциркуль
- •Микрометрический винт и микрометр
- •Угловой нониус и оптический угломер
- •Технические весы
- •Аналитические весы
- •Электрические весы
- •Торсионные весы
- •Общие правила работы с весами
- •Лабораторная работа № 1 Проверка градуировки шкалы весов и определение их чувствительности
- •Краткая теория работы
- •Ход работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 определение массы капли воды
- •Краткая теория работы
- •Ход работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 Измерение линейных и угловых размеров твердого тела
- •Форма отчета по лабораторной работе № 3
- •I. Измерения штангенциркулем
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 Определение объема и плотности твердого тела
- •Краткая теория работы
- •Ход работы
- •Форма отчета по лабораторной работе № 4
- •II. Определение плотности твердого тела неправильной формы Ход работы
- •Контрольные вопросы
II. Определение плотности твердого тела неправильной формы Ход работы
1. В мензурку наливаем воду до определенного уровня. Опускаем цилиндр в мензурку, при этом уровень воды поднимается на N делений. Цена деления мензурки . Вынимаем цилиндр из мензурки.
2. Опускаем в мензурку твердое тело неправильной формы. Обьем , гдеn – число делений, на которое поднялась вытесненная телом вода. За абсолютную погрешность можно принять . Тогда относительная погрешность:
3. Взвешиваем тело и определяем массу:;
4. Абсолютная погрешность массы:
5. Плотность определяется по формуле: ρ=m/Vт
Абсолютная и относительная погрешности, как и в случае цилиндра будут:
;
№ |
m,г |
m,г |
1 |
100.0010 |
0.0010 |
2 |
100.0005 |
0.0005 |
3 |
100.0000 |
0.0000 |
4 |
99.9990 |
0.0010 |
5 |
99.9995 |
0.0005 |
Средние значения |
100.0000 |
0.0006 |
N |
a см3/дел
|
n дел |
V см3 |
V см3 |
v,% |
ρ г/см3 |
ρ г/см3 |
ρ % |
140 |
0.505 |
50 |
25.25 |
0.2525 |
1 |
3.96 |
0.04 |
1 |
Вывод: окончательные значения объема и плотности цилиндра:
Vц=(70.690.62)см3
ρц=(1.560.01)см3
Значения объема и плотности тела неправильной формы:
V=(25.250.25)см3
ρ=(3.960.04)г/см3
Значения V и ρ записаны с точностью до 2-го знака, т.к. в расчет входят величины (высота и диаметр), которые могут быть определены лишь с такой точностью.
Погрешность объема тела неправильной формы косвенным образом связана с погрешностью объема цилиндра, следовательно, первая не может быть меньше второй. Таким образом, запись обьема тела неправильной формы нельзя считать верной.
В этом случае необходим следующий расчет:
.
Считая N и n постоянными, имеем Vт= Vц=0.62см3, = Vц/Vт=2.56%, т.е. Vт=(25.250.62)см3.
Контрольные вопросы
Масса и плотность тела.
Определение объемов тел правильной формы.
Определение объемов тел неправильной формы.
Устройство и принцип работы рычажных весов.
Как изменится результат определения массы одного и того же тела на рычажных весах при переносе их с Земли на Луну.