4. Косвенное измерение плотности однородного твёрдого тела
Понятие плотности широко используется в физических и химических исследованиях, а также в технических приложениях.
Вообще, надо различать два вида плотностей: плотность количества вещества (числовую плотность) и плотность массы вещества, которую обычно называют сокращённо: плотность газа, жидкости или твёрдого тела.
Плотность количества вещества называется концентрацией и обозначается буквами: N или n, её размерность: м-3. Эта физическая величина характеризует свойства структурных элементов вещества: атомов, молекул и комплексов молекул (кластеров), а также их число в единице объёма.
Плотность массы характеризует инертные свойства вещества, т.е. имеет большое значение при исследовании динамики движения газов, жидкостей и твёрдых тел. Плотность массы обозначают буквами: ρ или , её размерность: кг/м3.
В общем случае
неоднородных сред плотность массы ρ
измеряется
в разных точках объёма V
и для её расчёта применяется формула:
,
т.е. плотность вычисляется как производная
массы по объёму. Такая формула позволяет
вычислить массу тела методом интегрирования.
Если тело однородное,
т.е. его плотность сохраняется в разных
точках объёма тела, то для её расчёта
применяется формула: ρ=m/V,
т.е. плотность оказывается функцией
только массы и объёма тела:
.
В настоящей лабораторной работе измерение
плотности выполняется для однородных
твёрдых тел и её значение равно:
Требуется найти плотности <ρ1> и <ρ2> двух тел с известными массами, для которых выполнены измерения объёмов: V1 и V2 . Формула для расчёта интервалов ρ1 и ρ2 получается методом дифференцирования функции :
Результаты определения плотности двух тел представить с указанием численных значений:
;
;
5. Вопросы для проверки (примерные):
5.1. Объяснить цель работы, методику выполнения работы, какие измерения были прямыми и какие - косвенными.
5.2. Ответить на вопросы по теории физических измерений.
5.3.Решить дополнительную задачу с вычислением доверительного интервала (погрешности).
6. Литература
6.1. Методическое пособие для студентов «Введение в физику: основы физических измерений» - г. Калининград, кафедра физики КГТУ, 2006г.