- •Коротка теорія та метод вимірювання
- •Порядок виконання роботи:
- •Визначення питомої ваги твердого тіла зважуванням в двох середовищах.
- •Коротка теорія
- •Порядок виконання роботи:
- •Визначення швидкості та пробивної здатності кулі за допомогою обертового барабана.
- •Коротка теорія та метод вимірювання
- •Порядок виконання роботи:
- •Дослідження сил тертя за допомогою плоского трибометра.
- •Коротка теорія та метод вимірювання
- •Порядок виконання роботи:
- •Дослідження основного закону динаміки обертального руху.
- •Коротка теорія і метод дослідження
- •Дослідження моментів інерції тіл за допомогою закону збереження енергії.
- •Коротка теорія і метод вимірювань
- •Порядок виконання роботи:
- •Дослідження непружного удару за допомогою балістичного маятника.
- •Коротка теорія та метод вимірювання
- •Порядок виконання роботи:
- •Дослідження пружного удару куль.
- •Коротка теорія і метод вимірювань
- •Порядок виконання роботи:
- •Дослідження відношення маси тяжіння до маси інерції.
- •Коротка теорія та метод дослідження
- •Порядок виконання роботи:
- •Вивчення гармонічних коливань на прикладі математичного маятника.
- •Коротка теорія і метод вимірювання
- •Вивчення затухаючих коливань на прикладі фізичного маятника.
- •Коротка теорія і метод вимірювань
- •Порядок виконання роботи:
- •Дослідження прискорення вільного падіння за допомогою оборотного маятника.
- •Коротка теорія та метод вимірювання
- •Вивчення стоячої хвилі в трубі.
- •Коротка теорія та метод вимірювання
- •Порядок виконання роботи:
- •Визначення показника адіабати повітря.
- •Коротка теорія та метод вимірювання
- •Порядок виконання роботи:
- •Дослідження вологості повітря.
- •Коротка теорія та метод вимірювань
- •Порядок виконання роботи:
- •Дослідження теплопровідності твердих тіл.
- •Коротка теорія та метод вимірювань
- •Порядок виконання роботи:
- •Дослідження властивостей газів методом витікання їх через капіляр.
- •Коротка теорія і метод вимірювання
- •Порядок виконання роботи:
- •Визначення універсальної газової сталої акустичним методом.
- •Коротка теорія
- •Порядок виконання роботи:
- •Дослідження зміни ентропії в реальних процесах.
- •Коротка теорія та метод вимірювання
- •Порядок виконання роботи:
- •Дослідження поверхневого натягу води.
- •Коротка теорія та метод вимірювання
- •Порядок виконання роботи:
- •Дослідження в’язкості рідини методом Стокса.
- •Коротка теорія та метод вимірювань
- •Порядок виконання роботи:
- •Дослідження рідин малої в’язкості капілярним віскозиметром.
- •Коротка теорія та метод вимірювання
- •Порядок виконання роботи:
- •Дослідження температурної залежності коефіцієнта поверхневого натягу.
- •Коротка теорія і метод вимірювання
- •Порядок виконання роботи:
- •Дослідження справедливості закону Дюлонга і Пті для хімічно простих тіл.
- •Коротка теорія і метод вимірювання
- •Порядок виконання роботи:
ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ З МЕХАНІКИ
ТА МОЛЕКУЛЯРНОЇ ФІЗИКИ
Лабораторна робота № 1.
Підбір інструменту при визначенні густини тіл правильної геометричної форми.
Прилади та приладдя: вимірювані тіла, штангенциркуль, мікрометр,технічні терези, різноваги.
Мета роботи: засвоїти методику підбору та використання інструментів в непрямих вимірах.
Коротка теорія та метод вимірювання
Густиною однорідного тіла називається маса одиниці об’єму тіла або відношення маси тіла до його об’єму:
ρ = m / V. (1)
Масу тіла можна визначити зважуванням, об’єм тіла правильної геометричної форми визначають шляхом вимірювань їх геометричних розмірів та наступних обчислень. В даній роботі визначають об’єми циліндра і паралелепіпеда відповідно за формулами:
V = hπd2/4; V = lbh, (2)
де: l – довжина, b – ширина, h – висота паралелепіпеда; h – висота циліндра, d- діаметр циліндра знаходять за прямими вимірюваннями.
Вибір інструменту чи приладу для кожного вимірювання визначається необхідною точністю відшукуваних величин. Нехай при визначенні густини циліндричного тіла одержали при вимірюваннях: h = 50,00 ± 0,05мм, d =10,00 ± 0,005мм, m = 5,000 ± 0,005г, де похибка вимірювань геометричних розмірів в 0,05мм є мінімальною при використанні штангенциркуля з ціною поділки 0,1мм, а похибка 0,005г – мінімальна при використанні різноваги 0,01г. Відносні похибки вимірювань h, d і m відповідно дорівнюють εh = 0,001, εd = 0,005, εm = 0,001. Якщо знайти відносну похибку вимірювань густини за співвідношенням (18) із п. 6.6., то одержимо:
ε = [( Δh / h ) + ( Δd / d ) + ( Δm / m ) ]1/2= ( 0,001 + 0,010 + 0,001 )1/2 = 0,010 (3)
Замінимо при вимірюванні діаметра циліндра штангенциркуль на мікрометр. Найменша ціна поділки мікрометра 0,01 мм. Відносна похибка визначення діаметра буде становити Δd / d = 0,0005. Тоді відносна похибка визначення густини буде складати:
ε = [( 0,001 + 0,001 + ( 0,0010)]1/2 = 0,002
Отже, при виконанні непрямих вимірів треба підбирати таких комплекс вимірювальних приладів та інструментів, який дозволив би одержати приблизно однакові відносні похибки вимірювань окремих величин, що входять в розрахункову формулу. В наведеному кінцевому прикладі похибки вимірювань окремих величин роблять однаковий внесок у відносну похибку вимірювань густини.
Порядок виконання роботи:
1. Визначити масу тіла шляхом зважування.
2. Підібрати інструмент для виміру лінійних розмірів тіл.
3. Виконати вимірювання геометричних розмірів в трьох місцях для кожного тіла.
4. Визначити середньоквадратичне відхилення середньоарифметичного кожного виміру від істинного згідно з п.4.6.8. Довірчий інтервал для кожного виміру взяти для довірчої ймовірності 0,7, тобто Δh = 1,3 S(<g>)), Δd = 1,3 S(<g>), Δm = 1,3 S(<g>) і т. д.
5. Обчислити густину тіл по середніх значеннях виміряних величин.
6. Обчислити відносні похибки визначення густини для двох тіл за формулами:
для циліндра –
ε = [( Δh / h )2 + 2( Δd / d )2 + ( Δm / m )2 ]1/2;
для паралелепіпеда -
ε = [( Δl / l )2 + ( Δb / b )2 + ( Δh / h )2 + ( Δm / m )2 ]1/2.
При вимірюваннях маси тіла, як правило одержують три однакові значення, тому за Δm має бути прийняте значення 0,005 г, що дорівнює половині маси найменшої різноваги.
6. Обчислити довірчі інтервали визначення густини тіл шляхом множення середніх значень густин на відносні похибки їх визначення.
Результати вимірювань і розрахунків занести до таблиці (геометричні розміри –см, маса – г, густина – г/ см3 ).
Таблиця 1. Визначення густини циліндричного тіла
-
№
mi
hi
Δhi
di
Δdi
< ρ >
Δρ
ε
Таблиця 2. Визначення густини тіла - паралелепіпеда
-
№
mi
li
Δli
bi
Δbi
hi
Δhi
< ρ >
Δρ
ε
Дайте відповідь на запитання:
1. Якими інструментами мають вимірюватись:
• пластинка 90 мм х 60 мм х 10 мм ?
• шина 940 мм х 70 мм х 10 мм ?
2. Як перевести одержані в роботі значення густини в одиниці системи SI ?
3. Чи достатньо точності одного штангенциркуля для виконання вимірювань, якщо абсолютна похибка визначення маси дорівнює 0,05 г ?
Лабораторна робота №2.