- •Л.И. Третьяков
- •Определение линейных размеров и объема тела правильной геометрической формы
- •1.1. Цели работы
- •1.2. Основные понятия
- •1.2.1. Масштабная линейка
- •1.2.2. Нониус
- •1.2.2.1. Нониус – многозначная мера длины
- •1.2.2.2. Измерения с помощью нониуса
- •1.2.2.3. Расширенный нониус
- •1.2.2.4. Штангенциркуль
- •1.2.2.5. Определение длины тела с помощью штангенциркуля
- •1.2.2.6. Правила работы и хранения штангенциркуля
- •1.2.3. Микрометрический винт
- •1.2.3.1. Микрометрический винт – многозначная мера длины
- •1.2.3.2. Микрометр
- •1.2.3.3. Подготовка микрометра к измерениям
- •1.2.3.4. Определение длины тела с помощью микрометра
- •1.2.3.5. Правила работы и хранения микрометра
- •1.3. Экспериментальная часть работы
- •Изучение устройства микрометра
- •Подготовка микрометра к работе
- •Измерение линейных размеров тела правильной геометрической формы и расчет погрешностей при прямых измерениях
- •Определение объема прямого прямоугольного параллелепипеда и расчет погрешностей при косвенных измерениях
- •Определение объема прямого кругового цилиндра и расчет погрешностей при косвенных измерениях
- •1.4. Техника безопасности
- •1.5. Контрольные вопросы
- •Вопросы для допуска: 1–8. Вопросы для защиты: 9–25.
- •1.6. Приложение
- •1.6.1. Единица длины –метр
- •1 Капилляр; 2 газоразрядная лампа; 3 накаливаемый катод; 4 манометр;
- •5 Анод; 6 сосуд Дьюара; 7 герметически закрытая камера; 8 термопара;
- •9 Жидкий азот
- •Нониусы
- •Штангенциркули
- •1.6.4. Микрометры
- •1.7. Список литературы
- •Определеhие массы тела с помощью технических весов
- •2.1. Цели работы
- •2.2. Основные понятия
- •2.2.1. Взвешивание и весы
- •2.2.2. Момент силы. Закон равновесия рычага
- •2.2.3. Принцип взвешивания на рычажных весах
- •1 Коромысло; 2 опорная подушка; 3 опорная призма; 4 грузоподъемные призмы; 5 подушки подвесок; 6 подвески с чашками; 7 гиря; 8 груз
- •2.2.4. Весы для точного взвешивания
- •2.2.5. Точный разновес
- •2.2.6. Технические весы
- •2.2.7. Подготовка технических весов к работе
- •2.2.8. Определение цены деления и чувствительности весов
- •2.2.9. Правила взвешивания
- •2.2.10. Техническое обслуживание весов
- •2.3. Эксперимеhтальhая часть работы
- •2.3.1. Приборы и оборудование
- •2.3.2. Порядок выполнения работы
- •Знакомство с устройством и техническими параметрами весов
- •Подготовка весов к работе
- •Определение массы тела
- •Определение плотности тела правильной геометрической формы
- •2.4. Техника безопасности
- •2.5. Контрольные вопросы
- •Вопросы для допуска: 17. Вопросы для защиты: 833.
- •2.6. Приложение
- •2.6.1. Масса тела
- •2.6.2. Единица массы – килограмм
- •2.6.3. Характеристики точности измерения массы в зависимости от ее величины и метода измерения
- •2.6.4. Призма
- •2.6.5. Сила тяжести и вес тела
- •2. Однако Земля вращается в системе неподвижных звезд и является поэтому неинерциальной системой отсчета.
- •2.6.6. Принцип взвешивания без применения гирь
- •2.6.7. Плотность вещества
- •2.7. Список литературы
- •Определение массы тела
- •1 Подвижные цилиндры; 2 серьги; 3 коромысло весов; 4 неподвижные цилиндры;
- •5 Колонка весов
- •3.2.2. Основные характеристики весов адв-200
- •3.2.3. Влияние различных факторов на чувствительность весов
- •3.2.4. Методы точного взвешивания
- •3.2.4.1. Метод двойного взвешивания (метод Гаусса)
- •3.2.4.2.Метод замещения (метод Борда)
- •3.2.4.3. Метод максимальной нагрузки (метод Менделеева)
- •3.2.5. Правила обращения с аналитическими весами
- •3.2.6 . Установка и техническое обслуживание весов
- •3.2.7. Основные этапы взвешивания
- •3.2.7.1. Проверка исправности весов
- •3.2.7.2. Определение нулевой точки аналитических весов
- •3.2.7.3. Определение чувствительности и цены деления аналитических весов
- •3.2.7.4. Взвешивание на аналитических весах с точностью до 0,1 мг
- •1. Взвешиваемое тело помещают на левую чашку весов
- •2. Взвешиваемое тело помещают на правую чашку весов
- •3.2.8. Поправка на действие силы Архимеда при взвешивании на равноплечих весах
- •3.3. Экспериментальная часть работы
- •3.3.1. Приборы и оборудование
- •3.3.2. Порядок выполнения работы
- •3.3.3. Дополнительное задание
- •3.4. Техника безопасности
- •3.5. Контрольные вопросы
- •3.6. Приложение
- •3.6.1. Изолирующие механизмы
- •3.6.1.1. Конструкция простого изолира
- •3.6.1.2. Изолир типа Менделеева
- •3.6.1.3. Трехпозиционный изолир
- •3.6.2. Установка весов
- •3.7. Список литературы
- •Определение плотности жидкостей и сыпучих тел с помощью пикнометра
- •4.1. Цели работы
- •4.2. Основные понятия
- •4.2.1. Определение плотности жидкостей
- •4.2.2. Определение плотности сыпучих тел
- •4.3. Экспериментальная часть работы
- •4.3.1. Приборы и оборудование
- •4.3.2. Порядок выполнения работы
- •Подготовка технических весов к предварительному взвешиванию
- •Изучение устройства аналитических весов адв-200 Подготовка аналитических весов к работе (см. П.3.2.7.1.3.2.7.3)
- •Определение плотности жидкости
- •Определение плотности сыпучего тела
- •4.4. Техника безопасности
- •4.5. Контрольные вопросы
- •4.6. Приложение
- •Плотность воды (г/cм3), свободной от воздуха в интервале температур 0–300с
- •4.7. Список литературы
3.2.4. Методы точного взвешивания
Методы точного взвешивания применяют для исключения погрешностей, связанных с неравноплечестью коромысла при взвешивании на равноплечих весах.
В большинстве случаев причиной неравноплечести является невозможность изготовления абсолютно симметричного коромысла. На изменение соотношения плеч коромысла влияет температура. Нагрев плеча коромысла на 0,1 – 0,20 С может вызвать удлинение плеча на несколько десятых долей микрометра (зависит от материала, из которого изготовлено коромысло). Погрешность из-за одностороннего нагрева плеча коромысла может многократно превышать цену деления аналитических весов. Причиной появления неравноплечести является установление груза и разновесов не в центре чашки, износ рабочих ребер призм и ряд других факторов.
При рассмотрении методов точного взвешивания будем полагать, что коромысло весов предварительно уравновешено.
3.2.4.1. Метод двойного взвешивания (метод Гаусса)
При использовании этого метода тело сначала помещают на левую чашку весов и момент силы веса тела уравновешивают моментом силы веса разновесов; затем тело помещают на правую чашку весов и повторяют уравновешивание (рис. 3.6,а, б).
а б
Рис. 3.6. Равновесие нагруженного коромысла весов при двойном взвешивании:
а – тело на левой чашке весов; б – тело на правой чашке весов
Вследствие неравенства плеч результат первого взвешивания P1не будет совпадать с результатомР2второго взвешивания и весом телаР. Из условия равновесия при первом и втором взвешивании получим равенства:
,, (3.11)
где исоответственно длины левого и правого плеч коромысла весов. Откуда
Р2 : Р = Р : Р1, (3.12)
тогда вес тела равен
(3.13)
– среднему пропорциональному, или среднему геометрическому из результатов двух взвешиваний. Этот метод взвешивания необходимо применять, например, при проверке разновесок.
Из уравнений (3.11) и (3.12) можно найти отношение длин плеч коромысла весов (равноплечих по паспорту):
. (3.14)
Поскольку результаты Р1 иР2 мало отличаются друг от друга ( Р2–Р1<<P1), то можно получить более простое выражение для быстрого расчета веса тела:
; (3.15)
;
(3.16)
– вес тела равен среднему арифметическому из результатов взвешивания на левой и правой чашках весов.
3.2.4.2.Метод замещения (метод Борда)
Метод замещения – это взвешивание на одном плече весов. Иногда этот метод называютметод тарирования.
На правую чашку весов помещают взвешиваемое тело, а на левую – тарный груз. Тарой называют предмет, уравновешивающий взвешиваемое тело. В качестве тары часто используют мелкую дробь, кусочки листового олова и т.д. Кусочки олова добавляют до тех пор, пока не будет достигнуто положение равновесия, точно совпадающее с нулевой точкой весов:
, (3.17)
где РТ – вес тары. После этого тело снимают и на его место помещают такое количестворазновесок, которое необходимо для уравновешивания тары:
, (3.18)
где РР – вес разновесок. Из уравнений (3.17) и (3.18) следует, чтовес тела равен весу разновесок:
Р = РР. (3.19)