В В Е Д Е Н И Е.

В соответствии с учебным планом каждый студент должен выполнить определенное число лабораторных работ.

Для того, чтобы приступить к выполнению лабораторной работы каждый студент должен самостоятельно изучить теоретический материал по данной теме, используя конспект лекции и рекомендуемую литературу, разобраться в методике опыта и изучить экспериментальную установку. Кроме этого необходимо подготовить форму отчета по данной работе и окончательно оформить отчет по предыдущему занятию.

Время, которое студент проводит в лаборатории физического практикума необходимо для теоретического отчета по данной работе, проведения эксперимента, обработки результатов измерений и окончательного отчета по данной работе, т.е. прежде чем приступить к экспериментальной части работы необходимо получить ДОПУСК (разрешение) к работе по теории эксперимента а также по устройству экспериментальной установки.

Во время лабораторных занятий студент обязан аккуратно заносить в отчет результаты измерений и производить необходимые вычисления. После проведения эксперимента отчет представляется на подпись преподавателю.

При защите лабораторной работы студент должен показывать полное понимание теории эксперимента, а также умение выполнить и оформить работу правильно и аккуратно. Все отчеты по выполненным работам должны быть подписаны преподавателем и предъявлены при зачете в конце семестра.

Подготовка к каждому двухчасовому лабораторному занятию рассчитана в среднем на 1,5 часа самостоятельной работы.

При подготовке к лабораторным занятиям рекомендуется использовать следующую литературу:

1. Р. И. Грабовский «Курс физики».

2. Н. М. Ливенцев «Курс физики».

3. И. В. Савельев «Курс общей физики» 3 тома.

4. Г. А. Зисман и О. М. Тодес «Курс общей физики» 3 тома.

ОФОРМЛЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО ОТЧЕТА.

1. Общие требования и структура лабораторного отчета.

Каждый работающий в физическом практикуме должен определенным образом записывать и обрабатывать полученные результаты. Аккуратная, заранее продуманная запись результатов позволяет предупредить грубые ошибки при измерениях и расчетах, значительно экономить время, отделенное на эти работы.

Все записи результатов измерений, а также отчеты по лабораторным работам должны делаться в специальной тетради. Каждому лабораторному эксперименту, как правило, должна предшествовать предварительная подготовка, которая включает в себя изучение теоретического материала по данному вопросу, ознакомление с методикой измерения, предварительное оформление отчета, включая вычерчивание таблиц, подготовки миллиметровой бумаги для графиков и т.д.

В часы лабораторных занятий необходимо провести эксперимент, записать полученные результаты, и, по возможности, обработать их.

Окончательный отчет по лабораторной работе должен выглядеть следующим образом:

1. Порядковый номер работы (в соответствии с принятой в лаборатории нумерацией работ).

2. Название работы.

3. Цель работы

4. Приборы и принадлежности.

5. Краткая теория и методика эксперимента.

6. Схема измерений.

7. Таблицы измерений.

8. Построение графиков (если это необходимо).

9. Расчет искомой величины.

10. Подсчет ошибок измерений.

11. Выводы.

После каждого лабораторного отчета необходимо оставлять не менее двух листов чистой бумаги, используемой в дальнейшем для черновых записей следующей работы.

Каждый новый лабораторный отчет должен начинаться с новой страницы.

2. Оформление таблиц.

Результаты измерений, как правило, записываются в виде таблиц, которые оформляются следующим образом:

1. В правом углу над таблицей пишется слово «Таблица N. . .».

2. Ниже пишется ее название.

3. Делается разметка таблицы.

4. Каждый столбец или строка таблицы должны иметь свое название, обозначение и единицы измерения.

Дублирование единиц измерений в самой таблице НЕДОПУСТИМО !!!.

В каждом описании к лабораторной работе дана примерная форма таблицы, которая может быть измерена в процессе работы.

Лабораторная работа №1 определение плотности твердых тел правильной геометрической формы и расчет погрешностей измерений

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: научится пользоваться измерительными приборами – штангенциркулем, микрометром и техническими весами, освоить методику приближенных вычислений, приобрести необходимые практические навыки по обработке экспериментальных результатов, определить плотность твердого тела.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: штангенциркуль, микрометр, технические весы, разновесы, измеряемое тело.

1. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Плотностью тела называется отношение массы тела к его объему

= m / v .

В системе СИ плотность измеряется в кг/ , а в системе СГС в г/ .

Удельным весом называется отношение веса тела к его объему

δ = P/V.

В системе СИ удельный вес измеряется в H/м³, а в системе СГС в дин / см³.

Согласно второму закону Ньютона вес P=mg, где g – ускорение силы тяжести. Тогда удельный вес можно представить в виде произведения плотности тела на ускорения силы тяжести:

δ =

При изменении температуры тела изменяется и его плотность, так как изменяется его объем. Зависимость плотности тела от температуры выражается формулой:

;

где - плотность тела при 0^оС, - коэффициент объемного расширения тела,t – температура тела.

Существует несколько способов определения плотности твердых тел. Если тело имеет правильную геометрическую форму, то его плотность легко определить, измерив его объем и массу. Если тело имеет неправильную геометрическую форму, то его объем определяют с помощью мензурки или применяют метод гидростатического взвешивания. Для определения объема мелких и сыпучих твердых тел, а также для определения плотности жидкости применяют специальный прибор – пикнометр.

В настоящей лабораторной работе определяется плотность твердых тел правильной геометрической формы, объем которых легко рассчитать по соответствующим формулам.

К телам правильной геометрической формы в частности относятся: шар, для которого объем:

где R – радиус, D – диаметр шара.

Цилиндр, для которого объем:

; где D – диаметр цилиндра, Н – его высота.

Полый цилиндр, для которого объем;

,

где D – внешний диаметр цилиндра, Н – его высота, d – внутренний диаметр цилиндра.

Параллелепипед, для которого объем V = a*b*c , где а – высота, b – длина,

с – ширина параллелепипеда.

II. Порядок выполнения работы

1. Определите массу тела на технических весах, соблюдая при этом правила работы с ними. Обратите внимание на точность взвешивания на технических весах.

2. Измерьте линейные размеры тела штангенциркулем. Измерения произведите три раза и вычислите средние значения.

3. По средним значениям линейных размеров вычислите объем тела.

4. Измерьте линейные размеры тела микрометром (по три раза каждый размер) и вычислите по средним данным объем тела.

5. Вычислите плотность тела по средним значениям массы и объема тела

отдельно для измерений тела штангенциркулем и микрометром

5. Рассчитать абсолютные ошибки измерений массы и линейных размеров тела.

6. Вычислите относительные ошибки измерения плотности тела по формуле:

Е

где m – среднее значение массы тела, - средняя абсолютная ошибка измерения массы тела,- средняя относительная ошибка измерения объема (формулы для вычисления относительных ошибок измерений объема тела даны в примечаниях к данной работе).

5. Вычислите абсолютные ошибки измерений плотности по формуле (отдельно для микрометра и штангенциркуля):

5. Данные измерений и вычислений занесите в таблицы.

6. Запишите ответы в виде: .отдельно для измерений плотности тела штангенциркулем и микрометром.

7. Оцените относительную ошибку измерений плотности в процентах и запишите в таблицу 2.

8. Сделайте выводы.

Таблица 1