Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы исследований процессов и материалов. Практикум
.pdf
Таблица 5.3.1
Транспортир
Угломер с
нониусом 4УМ
Угломер с
нониусом 2УМ
N
α
1
, º
β
1
, º
α
2
, º
β
2
, º
α
3
, º
β
3
, º
Результаты измерений
Задание 2.
Измерить отклонение поверхности стола от горизон-
тального с помощью брускового уровнемера.
Выполнение опыта.
Положите брусковый уровнемер на измеряемую по-
верхность. По отклонению пузырька определите отклонение
поверхности от горизонтальной в градусах и в миллиметрах
на метр.
Задание 3.
Определить доверительный интервал и доверительную
вероятность результатов измерений.
Выполнение опыта.
Получите массив измерений величины одного угла. Для
этого проведите 25 измерений угломером с нониусом одного
и того же угла.
Задание 4.
Обработать результаты измерений.
Выполнение опыта.
Запишите результаты измерений угловой величины в
соответствии с ГОСТ.
Вычислите результат измерения угла средствами
измерений с разной погрешностью (неравноточные
измерения).
При неравноточных измерениях, когда результат
измерения получен с помощью средств измерений, имеющих
111
разную погрешность, воспользуйтесь формулой (5.1.4), а для
вычисления математического ожидания и СКО – формулами
(5.1.5) и (5.1.6).
Оформление работы
Отчёт о лабораторной работе должен содержать:
– краткое описание средств измерений угловых величин;
– результаты измерений угла и их обработку (массив
данных, снятых в одной точке; значения математического
ожидания и СКО для 3, 5, 10, 15, 20 и 25 измерений
соответственно; результат измерения по ГОСТу);
– графики зависимостей Y = f(N) и = f(N) на милли-
метровой бумаге;
– результат измерения одного угла средствами измерения
угла с разной погрешностью;
– метрологические характеристики средств измерения уг-
ловых величин.
Контрольные вопросы
1. Что такое плоский угол?
2. В каких единицах измеряют плоский угол?
3. Что такое радиан и градус?
4. Что такое транспортир?
5. Как измерить угол уровнемером?
6. Как работает угломер с нониусом?
5.4. Измерение массы и веса тела
Масса (от лат. massa – глыба, кусок, ком) – физическая
величина, одна из основных физических характеристик
материи, определяющая её инерционные и гравитационные
свойства. Масса есть мера инертности тела, она является
скалярной (от лат. scalaris – ступенчатый) величиной.
112
В системе СИ единицей массы является килограмм (кг).
2
R
Mm
Килограмм равен массе международного прототипа, который
сделан из платиноиридиевого сплава (90 % Pt и 10 % Ir) в
виде цилиндрической гири (принят на I-й Генеральной
конференции по мерам и весам в 1889 году).
Иридий, лат. Iridium, Ir (от греч. – радуга; из-за
разнообразия окраски его солей) – химический элемент из
группы платиновых металлов, атомный номер 73, атомная
масса 182,22. Иридий применяют для нанесения покрытий на
электроконтакты, изготовления тиглей (нем. Tiegel) для
плавки лазерных материалов и искусственных ювелирных
камней, изготовления электродов и термопар.
Вес – численная величина силы тяжести, действую-щая
на тело, находящееся вблизи земной поверхности. Вес тела
численно равен произведению его массы на ускорение
свободного падения. Он является векторной величиной.
Вес тела определяют по формуле
F = G =
где = 6,67259∙10
-11 м2кг-1с-1
= gm, (5.4.1)
– гравитационная постоянная;
R = 6371,032 км – средний радиус Земли; М = 5976∙1021 кг –
масса Земли; m – масса тела.
В СИ единицей силы является Ньютон (Н). Ньютон равен
силе, сообщающей телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2 в
направлении действия силы.
5.4.1. Средства измерения массы
Весы – прибор для определения массы путём исполь-
зования гравитационных сил. По назначению различают
весы: образцовые (для поверки гирь), лабораторные
(аналитические, микроаналитические, приборные и др.),
общего назначения, специализированные.
По принципу действия весы бывают: рычажные,
пружинные, электротензометрические, гидравлические и
гидростатические.
113
Электронные весы ВР–04МС
Электронные весы ВР–04МС 0,5–1 (рис. 5.4.1) имеют
следующие технические характеристики:
– диапазон измерений, г 0 – 3000
– основная допускаемая погрешность
измерения, г ± 0,5
– диапазон рабочих температур, оС – 10 ÷ + 40
– время измерения, с, не более 2
– время прогрева весов, с, не более 5
– напряжение питания, В 220
2
11 1
3
Рис. 5.4.1. Электронные весы ВР–04МС 0,5–1:
1 – корпус; 2 – весовая платформа; 3 – табло
5.4.2. Цель работы
Целью лабораторной работы является определение массы
и веса тел, а также приобретение навыков работы с
электронными весами.
Приборы и оборудование для проведения работы
1. Весы электронные ВР–04МС.
2. Гири массой 0,5, 1 и 3 кг 5-го класса точности, погреш-
ность ± 0,1 г.
3. Изделия из композиционных материалов.
114
5.4.3. Порядок проведения работы
Меры безопасности
Запрещается приступать к лабораторной работе, не изучив
меры безопасности.
При работе с весами необходимо соблюдать все правила
работы на электроустановках.
Запрещается при переносе весов держать их за платформу.
По окончании работы необходимо отключить весы от сети.
Порядок работы с весами
Освободите платформу весов от любой нагрузки и
касаний с другими предметами.
Установите весы по уровню строго в горизонтальном
положении.
Вставьте вилку в розетку электросети. На индикаторе
весов последовательно отобразятся цифры от 1 до 9 (тест
индикации). После прохождения теста на табло
индицируются нули.
Плавно установите взвешиваемое изделие в центр
платформы и произведите отсчёт показаний массы.
Повторное включение весов производите не ранее, чем
через 3 сек после выключения.
После окончания работы отключите весы от сети.
Задание 1.
Определить статическую характеристику весов.
Выполнение опыта.
Взвесьте последовательно гири, выданные преподавателем, и запишите показания весов.
Постройте статическую характеристику весов, т.е.
зависимость их показаний от веса гири, и определите
погрешность измерения весов.
115
Задание 2.
Материал
Алюми-
ний
Железо
Латунь
Медь
Сталь
Удельный
вес, Н/м
3
27000
79000
85000
87000
77000
Плотность,
кг/м3
2700
7900
8500
8700
7700
Определить массу изделия из композиционного
материала.
Выполнение опыта.
Измерьте массу тела на электронных весах. Для этого
аккуратно положите на платформу весов изделие из
композиционного материала и снимите показания с
электронного табло. Запишите массу тела в таблицу.
Задание 3.
Определить вес изделия из композиционного мате-риала.
Выполнение опыта.
Воспользовавшись значением массы, полученным во
втором задании, определите вес изделия по формуле (5.4.1).
Задание 4.
Определить массу и вес изделия, сделанного
традиционным способом, например, литьём.
Выполнение опыта.
Зная объём тела, полученный в первой лабораторной
работе, вычислите его массу и вес. Материал изделия
выберите по заданию преподавателя из табл. 5.4.1.
Таблица 5.4.1
Удельный вес и плотность различных материалов
Определите по формуле (5.4.2) во сколько раз при
применении композиционных материалов уменьшается вес
116
изделия по сравнению с изделием, изготовленным по
ком п
трад
G
G
традиционной технологии
К =
где G
трад
и G
– вес изделия, выполненного по
комп
, (5.4.2)
традиционной технологии и из композиционных материалов
соответственно.
5.4.4. Оформление работы
Отчёт о лабораторной работе должен содержать:
– краткое описание средств измерений массы;
– статическую характеристику весов ВС–04 МР;
– результаты измерений массы и веса тел;
– результаты сравнения веса изделия из композиционного
материала и того же изделия, выполненного по
традиционной технологии.
Контрольные вопросы
1. Что такое масса тела?
2. Что такое вес тела?
3. В каких единицах измеряют массу и вес тела?
4. Почему вес тела зависит от его географических коор-
динат?
5. Какие средства измерений используют для измерения
массы и веса тел?
5.5. Определение удельного веса и плотности материалов
и изделий
Удельный вес – это вес единицы объёма вещества, его
единицей измерения является Ньютон на кубометр.
Плотность – масса единичного объёма вещества. В системе
СИ единицей плотности является килограмм на кубометр.
117
Удельный вес и плотность материалов и изделий
V
G
определяют косвенным методом по результатам прямых
измерений веса и косвенных – объёма.
Плотность вещества растёт с увеличением давления и, как
правило, убывает с ростом температуры. При переходе
вещества из жидкого состояния в газообразное и из твёрдого
в жидкое плотность скачкообразно уменьшается (за
исключением воды и чугуна, плотность которых при
плавлении увеличивается).
5.5.1. Цель работы
Целью лабораторной работы является определение
удельного веса и плотности изделий из композиционного
материала.
5.5.2. Порядок проведения работы
Меры безопасности
Запрещается приступать к лабораторной работе, не изучив
меры безопасности.
Задание 1.
Определить удельный вес изделия из композиционного
материала.
Выполнение опыта.
Определите удельный вес изделия по формуле (5.5.1),
пользуясь значением веса G, рассчитанным в четвёртой
работе, и значением объёма V, полученным в первой работе,
=
. (5.5.1)
Задание 2.
Определить плотность изделия из композиционного
материала.
118
Выполнение опыта.
V
m
ком п
трад
Определите плотность изделия по формуле (5.5.2),
пользуясь значением массы m, полученным в третьей работе,
и значением измеренного объёма V
. (5.5.2)
Задание 3.
Сравнить удельный вес и плотность изделия из
композиционного материала и того же изделия, изготовленного по традиционной технологии.
Выполнение опыта.
Выберите материал изделия по заданию преподавателя из
табл. 5.5.1.
Определите, во сколько раз использование
композиционных материалов уменьшает удельный вес
изделия по сравнению с изделием, изготовленным по
традиционной технологии
К =
где
трад и комп
– удельный вес изделия, выполненного по
, (5.5.3)
традиционной технологии и из композиционных материалов
соответственно.
5.5.3. Оформление работы
Отчёт о лабораторной работе должен содержать:
– краткое описание лабораторной работы;
– результаты определения удельного веса и плотности изделия;
– результаты сравнения удельного веса изделия из композиционного материала и аналогичного изделия, выполненного по традиционной технологии, например литьём.
119
Контрольные вопросы
1. Что такое удельный вес тела?
2. Что такое плотность тела?
3. В каких единицах они измеряются?
4. Какими методами можно определить удельный вес и
плотность материала?
5. Почему удельный вес (плотность) изделия важен при
конструировании и эксплуатации изделий?
5.6. Определение коэффициента трения скольжения
При стремлении двигать одно тело по поверхности
другого в плоскости соприкосновения тел возникает сила
сопротивления их относительному скольжению, называемая
силой трения.
Сила трения – сила сопротивления, направленная против
перемещения тела.
Возникновение трения обусловлено прежде всего
шероховатостью поверхности, создающей сопротивление
перемещению, и наличием сцепления у прижатых друг к
другу тел.
Различают трение скольжения и трение качения. Сила
трения качения обычно значительно меньше, чем сила трения
скольжения.
В инженерной практике обычно исходят из опытных
закономерностей, называемых законами трения скольжения:
1. При стремлении сдвинуть одно тело по поверхности
другого в плоскости соприкосновения тел возникает сила
трения (или сила сцепления), которая может принимать
любые значения от нуля до значения Fпр, называемого
предельной силой трения.
Приложенная к телу сила трения направлена в сторону,
противоположную той, куда действующие на тело силы
стремятся его сдвинуть.
120
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]