Определение плотности твердых тел правильной геометрической формы

 

1.6.1 Основные понятия и закономерности

 

Плотностью тела называют массу тела, объем которого равен единице объема 1 м³.

Средняя плотность тела равна отношению массы тела к его объему ; (кг/м³); ,

где m – масса тела определяется взвешиванием на технических весах;

V – объем тела, находится посредством измерения его линейных размеров штангенциркулем и микрометром.

 

1.6.2 Порядок выполнения работы

 

1. Определить высоту цилиндра штангенциркулем.

2. Измерения повторить не менее 3-х раз, каждый раз поворачивая цилиндр.

3. Записать данные измерений в таблицу 1.3.

4. Вычислить среднее значение высоты цилиндра, абсолютную и относительную погрешности.

5. Записать в таблицу 1.3 погрешность прибора.

 

Таблица 1.3

№ изм.	h, мм	<h >, мм	D h, мм	< D h >, мм	D hпр., мм	D h = < D h > + D hпр., мм
						h = < D h > ± D h e1 = 100%

 

6. Прежде, чем пользоваться микрометром, необходимо, чтобы нули шкал (барабана и миллиметровой шкалы) совпадали.

Основным источником ошибок при пользовании микрометром является неравномерность нажатия винта на измеряемый предмет. Для устранения этого недостатка современные микрометры снабжаются специальным приспособлением (трещеткой), не допускающим слишком сильного нажатия (деформации тела).

7. Измерить диаметр цилиндра (проволоки) Д микрометром, повторить измерения 3-5 раз.

8. Вычислить абсолютную и относительную погрешность.

9. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 1.4.

 

Таблица 1.4

№ изм.	Д, мм	<Д>, мм	DД, мм	<DД>, мм	DДпр., мм	DД = <DД>+ DДпр., мм	e2 = 100%
						_____________ Д = < DД> ± D Д

 

В этих таблицах D h и DД – погрешность отдельных измерений;

< D h > и <DД> – средняя абсолютная погрешность;

D h_пр иDД_пр – погрешность приборная, инструментальная;

e₁ = 100%; e₂ = 100%.

 

10. Измерить массу цилиндра

D m – абсолютная погрешность измерения массы, вычисляется по таблице 1.5.

11. По формуле – вычислить объем цилиндра в см³, а затем в м³.

12. По формуле вычислить плотность тела.

13. По выведенным формулам вычислить абсолютную, относительную погрешность e плотности и запишите окончательный результат:

 

r = < r> ± Dr (кг/м³),

 

e₃ = 100%.

 

Таблица 1.5

Погрешности гирь	Погрешности гирь
Номинальное значение	Погрешность	Номинальное значение	Погрешность
10 мг; 20 мг, 50 мг, 100мг	± 1 мг	5 г	± 8 мг
200 мг	± 2 мг	10 г	± 12 мг
500 мг	± 3 мг	20 г	± 20 мг
1 г	± 4 мг	50 г	± 30 мг
2 г	± 6 мг	100 г	± 40 мг

 

Содержание отчета

 

Отчет должен содержать цель работы, перечень используемых приборов с указанием приборной погрешности, таблицы с результатами наблюдений и расчетов. Графики зависимостей одних физических величин от других должны быть построены в строгом соответствии с требованиями пункта 1.5 на миллиметровой бумаге. На графиках необходимо указать погрешности измерений. В заключение отчета необходимо провести краткий анализ результатов.

 

1.8 Контрольные вопросы

 

1. Классификация погрешностей.

2. Вычисление погрешностей при прямых измерениях.

3. Приборная погрешность. Класс точности прибора.

4. Как оценивается погрешность измерения при наличии систематических погрешностей и промахов?

5. Округление результатов, погрешность табличной величины.

6. Построение графиков, таблиц, указание погрешностей на графиках.

7. Методы и средства измерения линейных размеров.

8. Определение цены деления основной шкалы и нониуса.

9. Что называют плотностью вещества и в каких единицах она измеряется?

 

Техника безопасности

 

1. При работе с микрометром и штангенциркулем измеряемые предметы держать над столом.