4 Порядок виконання роботи

1 За допомогою технічних вагів виміряти масу тіла правильної геометричної форми m, а також похибку цього вимірювання m (дорівнює похибці приладу для вагів). Записати отримані значення m і m у таблицю 2.2.

2 Виміряти лінійкою характерні розміри тіла правильної геометричної форми (у разі циліндра виміряти діаметр та висоту). Причому кожний розмір потрібно виміряти в п’яти різних місцях. Отримані дані записати до таблиці 2.2. Також записати до таблиці 2.2 похибку приладу (для лінійки вона дорівнює половині ціни поділки – 0,5 мм).

3 Провести вимірювання, що описані в п.2, за допомогою штангенциркуля та мікрометра. Отримані дані записати до таблиці 2.2. Також записати до таблиці 2.2 похибку приладу.

4 Обробити результати серії експериментів, що виконувались за допомогою лінійки.

4.1 Використовуючи формулу ( – результат i‑го виміру, – кількість вимірів), обчислити середні значення діаметра циліндра D та його висоти h. Результати розрахунків занести до таблиці 2.2.

4.2 За формулами (2.1) – (2.3) обчислити середнє значення густини тіла правильної геометричної форми . Отриманий результат занести до таблиці 2.2.

4.3 Обчислити випадкову похибку вимірювання лінійних розмірів за формулою

, (2.9)

де – результат i-го вимірювання, – кількість вимірювань.

4.4 Обчислити абсолютну похибку вимірювання лінійного розміру за співвідношенням

. (2.10)

Отримане значення ( , ) занести до таблиці 2.2.

4.5 Обчислити абсолютну похибку густини тіла правильної геометричної форми (циліндра), використовуючи формулу для похибок непрямих вимірів (див. також підрозділ «Правила оцінювання похибки непрямих вимірювань»):

= . (2.11)

Тут враховано, що ми використовуємо не точне значення числа , а його наближене значення (наприклад, ). Тоді абсолютна похибка числа буде дорівнювати 0,000093. Коли в лабораторній роботі для розрахунків використовуємо число з урахуванням восьми й більше знаків після коми, то похибка цього числа стає набагато меншою за похибку інших величин і в лабораторній роботі її можна не враховувати. Результати обчислень занесіть до таблиці 2.2.

4.6 За формулою

(2.12)

визначити відносну похибку результату вимірювання густини речовини тіла.

4.7 Результати вимірювань подати у вигляді

.

5 Обробити результати серії експериментів, що виконувались за допомогою штангенциркуля аналогічно до п.4.

6 Обробити результати серії експериментів, що виконувались за допомогою мікрометра аналогічно до п.4.

7 Зробити висновок за результатами роботи (записати результати вимірювань густини тіла, абсолютні та відносні похибки; зазначити, які експерименти мають більшу точність; з’ясувати, з якого матеріалу зроблено досліджуване тіло).

5 Контрольні запитання

Під час підготовки до лабораторної роботи необхідно вивчити:

• матеріал розділу “Вимірювання фізичних величин та їх оброблення” цих методичних вказівок;

• матеріал вищенаведеної лабораторної роботи.

Для перевірки теоретичної підготовки до лабораторної роботи дайте відповідь на такі запитання:

1. Що називають густиною тіла?

2. Поясніть, у чому полягає процес вимірювання за допомогою ноніуса?

3. Як побудований штангенциркуль? Розкажіть, як проводити вимірювання за допомогою штангенциркуля.

4. Яку будову має мікрометр? Розкажіть, як проводити вимірювання за допомогою мікрометра.

5. Для чого використовують у мікрометрі тріскачку?

6. Як улаштовані технічні ваги? Поясніть правила зважування за допомогою технічних вагів? Як знайти абсолютну похибку вимірювання маси технічними вагами?

7. Яка мета лабораторної роботи? Поясніть порядок виконання роботи.

8. Чому в лабораторній роботі потрібно проводити вимірювання діаметра, висоти одним і тим самим інструментом у різних місцях тіла щонайменше п’ять разів?

9. Доведіть формулу (2.11).

10. Див. також контрольні запитання до розділу “Вимірювання фізичних величин та їх оброблення” з «Методичних вказівок до виконання лабораторних робіт з дисципліни “Фізика” /Укладач О.В.Лисенко. – Суми: Вид-во СумДУ, 2011. – Ч.1.»