Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Харківський торговельно-економічний інститут

Київського національного торговельно-економічного університету

Кафедра технології та організації ресторанного бізнесу

Методичні вказівки до лабораторних робіт з навчальної дисципліни „Фізика”

для студентів напряму підготовки 6.051701 «Харчова технологія та інженерія» галузі знань 0517 „Харчова промисловість та переробка сільськогосподарської продукції”, що здобувають освітньо-кваліфікаційний рівень “бакалавр”,

(для студентів денної і заочної форми навчання).

Упорядник: к.т.н., доц. Мартиненко Л.Г.

Затверджено

на засіданні кафедри

протокол № 4 від 06.11.12

Харків 2012 Передмова

У своїй основі фізика - експериментальна наука: її закони базуються на фактах установлених дослідним шляхом. Основними методами дослідження у фізиці є гіпотеза і дослід.

Мета лабораторного практикуму з фізики – навчити студентів техніці

експериментальних досліджень, аналізу і обґрунтуванню одержаних результатів,

закріпленню теоретичного матеріалу.

Увага! До роботи на лабораторних стендах студенти допускаються тільки після інструктажу з техніки безпеки.

До виконання лабораторних робіт необхідно готуватися заздалегідь. Вивчити

конспект лекцій і рекомендовані розділи навчальних посібників [1,2,5].

Допуск до виконання лабораторної роботи проводиться тільки за наявності повністю оформленого звіту попередньоої лабораторної роботи і підготовленого звіту до роботи, яка виконуватиметься. В лабораторії проводяться тільки необхідні вимірювання та обчислення.

Після проведення вимірювань результати обчислень необхідно показати викладачеві, а до кінця заняття написати звіт з виконаної роботи.

Значення фізичних величин, одержані при вимірюванні, не можуть бути абсолютно точними, тому вимірювання вважаються закінченими тільки тоді, коли оцінена похибка вимірювань [9-11].

Отже, результати вимірювань обов’язково записують, враховуючи похибки [12].

Звіт про лабораторну роботу оформляється згідно ДСТУ 3008-95 і рекомендаціям Р50-77-88.

Зразок оформлення звіту про лабораторну роботу наведено в додатку.

1 Визначення густини твердого тіла

Мета роботи: ознайомлення з вимірюваннями лінійних розмірів тіл за допомогою простих приладів та визначення густини твердих тіл.

1.2 Теоретичні дослідження

В механіці частіше необхідно вимірювати час протікання фізичного процесу, розміри тіл та їх маси. Для оволодіння технікою таких вимірювань розглянемо прості вимірювальні прилади [2].

Вимірювання довжини проводять за допомогою масштабних лінійок, величина найменшої поділки яких дорівнює найчастіше 1 мм. Для вимірювань з точністю до часток міліметра використовують допоміжну шкалу – ноніус. Ноніус буває лінійним – для вимірювання лінійних величин, та кутовий – для вимірювання кутових величин.

Лінійний ноніус – це невелика лінійка (рис. 1.1) із шкалою, m поділок якої дорівнюють (m-1) поділкам шкали масштабної лінійки.

Рисунок 1.1 Лінійний ноніус.

Ноніус рухається вздовж шкали. Зв'язок між поділками лінійки та ноніуса дає формула

а m = (m-1) в, (1.1)

де в – ціна поділки лінійки, а – ціна поділки ноніуса.

Величина в – а = в/m називається точністю ноніуса.

Процес вимірювання в тому, що один кінець тіла, довжина L якого вимірюється, суміщають з нульовою поділкою шкали лінійки А, а інший кінець тіла буде знаходитися між поділками k та k+1 (рис. 1.2).

Прикладемо до кінця відрізка L ноніус так, щоб нуль ноніуса збігався з

Рисунок 1.2 – Схема вимірювання.

кінцем цього відрізка. Так як масштаб поділок ноніуса не рівний масштабу поділок лінійки А, то обов’язково знайдеться на ньому така поділка n, яка буде найближче розташована до відповідної (k+n) поділки масштабу лінійки А.

Довжину тіла знаходять за формулою

L=k·в+ΔL, (1.2)

Із рис. 1.2 видно, що :

ΔL=пв - па = п(в-а )= пв/m. (1.3)

Із (1.2) та (1.3) одержимо

L = k·в + п·в/т. (1.4)

Таким чином, довжина тіла, яку вимірюємо, дорівнює кількості цілого числа k поділок основної шкали (розташованих зліва від нульової поділки ноніуса), плюс точність ноніуса b/т, помножена на номер поділки ноніуса n, яка співпадає з деякою поділкою основної шкали.

Штангенциркуль (рис.1.3) – прилад, що використовується для вимірювань довжин, які не потребують високої точності (0,1-0,05 мм).

Рисунок 1.3 Штангенциркуль.

Відліковим пристроєм у всіх конструкцій штангенциркулів є шкала штанги та лінійний ноніус, закріплений у рамці, що рухається вздовж основної шкали.

Деталь, довжина якої вимірюється, затискають губками штангенциркуля. Відлік роблять за шкалою та ноніусом, а довжину визначають за формулою (1.4). Верхні губки необхідні для вимірювань внутрішніх розмірів.

Мікрометр (рис. 1.4 ) – прилад, призначений для більш точних вимірювань довжини (0,01-0,005 мм). Основною частиною мікрометра є мікрометричний гвинт з точною різзю.

Рисунок 1.4 Мікрометр.

Мікрометр складається з порожнистого стержня D, на якому закріплено скобу B з упором E. В порожнину стержня угвинчено мікрометричний гвинт A, яким вимірюване тіло притискають до нерухомого упору (щоб скоба притискалась до предмета із сталою силою, гвинт обертають за "тріщалку" М).

Мікрогвинт обертають за тріщалку, разом з ним обертається корпус барабана C, переміщуючись при цьому поступально відносно лінійної шкали на стержні. По колу барабана нанесено поділки – круговий ноніус, ціна поділки якого:

а=h/т,

де h – крок гвинта; т – число поділок ноніуса, відповідне до відстані гвинта.

Найбільш розповсюдженим є мікрометр, у якого ціна поділки шкали

b  =  0,5  mm, а цифри проставлено тільки для поділок нижньої шкали, тобто нижня шкала є звичайною міліметровою шкалою. Довжина вимірюваного тіла визначається за формулою:

L = kb + па, (1.5)

де k – кількість поділок лінійної шкали; b – ціна поділок лінійної шкали;

а – ціна поділки ноніуса, який в момент відліку співпадає з віссю шкали стержня.

Для визначення середньої густини тіла використовують формулу:

ρ = m/V, (1.6)

де т - маса тіла, V- його об'єм.