120

УДК 531.714:531.753:531.754(075.8) Печатается по решению

ББК 22.3с+30.10я73РИС НовГУ

С23

Р е ц е н з е н т

кандидат химических наук, доцент,

Заслуженный работник

высшей школы Российской Федерации

Л.И. Третьяков

С23

Сборниклабораторных работ по физическим основам механики: Учеб.-метод.пособие / Сост. Т.П. Смирнова; НовГУ им. Ярослава Мудрого. – Великий Новгород, 2008. –129с.

В учебно-методическом пособии приведены описания четырех лабораторных работ по определению линейных размеров тел с помощью штангенциркуля и микрометра, массы тел с помощью технических и аналитических весов, определению плотности твердых тел правильной геометрической формы, жидкостей и сыпучих тел. В каждой работе имеется подробное теоретическое введение, порядок выполнения работы, контрольные вопросы для допуска и защиты, приложения, расширяющие кругозор студентов.

Пособие предназначено для студентов естественнонаучных направлений и специальности «Фармация», изучающих курс физики.

УДК 531.714:531.753:531.754(075.8)

ББК 22.3с+30.10я73

© Новгородский государственный

университет, 2008

© Т.П. Смирнова,

составление, 2008

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1

Определение линейных размеров и объема тела правильной геометрической формы

1.1. Цели работы

1. Изучение правил измерения линейных размеров тел с помощью масштабной линейки и методов увеличения точности этих измерений.

2. Изучение устройства и правил использования штангенциркуля и микрометра.

3. Измерение линейных размеров тела правильной геометрической формы, определение погрешностей прямых измерений.

4. Расчет объема тела, определение погрешностей косвенных измерений.

1.2. Основные понятия

В качестве тела правильной геометрической формы в работе рекомендуется использовать прямой прямоугольный параллелепипед либо прямой круговой цилиндр.

Объем параллелепипеда равен:

, (1.1)

где а– длина;b– ширина;с– высота.

Объем цилиндра равен:

, (1.2)

где D– диаметр;h– высота цилиндра.

Для определения объема необходимо измерить линейные размеры этих тел с помощью масштабной линейки, нониуса и микрометрического винта.

1.2.1. Масштабная линейка

Линейка – это инструмент для проведения (черчения) прямых линий^. Линейка, имеющая только один прямолинейный край, называется односторонней. Линейка, имеющая параллельные края, называется двухсторонней. Двухстороння линейка позволяет проводить параллельные прямые линии.

Стальная линейка с нанесенными на ней равноудаленными прямыми штрихами являетсяизмерительным инструментом илимасштабной линейкой (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Масштабные линейки

Деление линейки или масштаб^– это расстояние между серединами двух соседних штрихов. Штрихи наносятся на расстоянии 1 мм один от другого (1 мм = 0,001 м = 10^-3м^).Линейка с миллиметровыми делениями –это многозначная мера длины для воспроизведения отрезков, отличающихся на один миллиметр.

Нумерация штрихов линейки начинается с нуля.Каждые 5 мм отделяются удлиненным штрихом без обозначений. Каждые 10 мм отделяются длинным штрихом, у которого ставится число, показывающее количество сантиметров, отсчитанных от нулевого штриха.

Совокупность штрихов и проставленных у некоторых из них чисел отсчета, соответствующих ряду последовательных значений длины (или другой физической величины), называется шкалой. Началом шкалы измерительных линеек является торцевая грань, перпендикулярная оси линейки. Концом шкалы служит противоположная ей торцевая грань (рис. 1.1,а) или штрих, за которым имеется свободное поле (рис. 1.1,б).

Линейкой измеряют контактным способом. Для этого измеряемую деталь необходимо расположить вдоль линейки так, чтобы один ее конец совпал с нулевым штрихом линейки, а затем отсчитать штрих, с которым совпадает другой конец детали. Если второй конец измеряемой детали находится между двумя соседними штрихами, то отсчет делают по ближайшему штриху. Абсолютная погрешность отсчета в этом случае равна половине деления линейки, т.е. 0,5 мм. В этом случае говорят, что измерения проведены с точностью до 0,5 мм.

Некоторые приемы измерения масштабной линейкой приведены на рис. 1.2. Линейку следует прикладывать ребром (под прямым углом), а не плоскостью; в случае незначительных повреждений торца линейки следует с краем детали совмещать не нулевой штрих, а, например, десятый, и из полученного результата вычитать 10 мм.

аб

вг

Рис. 1.2. Некоторые приемы измерения масштабной линейкой:

а, б  ширины детали; в  длины цилиндра; г  внутреннего диаметра цилиндра

На рис. 1.3 показан образцовый штриховой метр. Деления нанесены на длине 1 м: с одной стороны через 1 мм, а с другой сторонычерез 0,2 мм. Для повышения точности отсчета по шкалам имеются две лупы 7-кратного увеличения. Лупы установлены в движках, которые перемещаются по реборде. В реборде вмонтирован термометр, так как наиболее точные показания метра будут при 20°С. Образцовый штриховой метр применяется для проверки шкальных инструментов.

Рис. 1.3. Образцовый штриховой метр

К экономическим показателям выбираемых средств и методов измерения относятся: стоимость измерительного инструмента, продолжительность его работы до ремонта, время, затрачиваемое на процесс измерения. В промышленном производстве для измерения длины тела с точностью до долей миллиметра широко используются инструменты со вспомогательной шкалой (нониусом) либо микрометрическим винтом.