Порядок выполнения работы
1.Перед началом работы необходимо ознакомиться с правилами проведения измерений с помощью штангенциркуля, микрометра и порядком работы на технических весах.
2.Измерить диаметр D цилиндра микрометром в трёх различных местах, каждый раз занося результаты в таблицу 1.
3.Измерить высоту h цилиндра штангенциркулем один раз и результат записать в таблицу 2.
4.Один раз взвесить цилиндр на технических весах, записав значение его массы m в таблицу 2.
5.Вычислить абсолютную погрешность измерения диаметра D цилиндра по правилам нахождения погрешностей прямых измерений. Погрешность измерения высоты h цилиндра берётся равной инструментальной погрешности штангенциркуля. Для нахождения погрешности измерения массы m используется следующий приём. Не разгружая уравновешенные весы с цилиндром, на чашку весов с гирями положить разновес-перегрузок такой величины, чтобы стрелка весов, отклонившись от положения равновесия, достигла крайнего деления шкалы. Этот перегрузок принимается за величину погрешности m при измерении массы.
6.Используя данные таблиц 1 и 2, вычислить плотность вещества по формуле (3).
7.Вывести формулу относительной погрешности косвенных измерений плотности, определить её величину и занести в таблицу 2:
Зная значение относительной погрешности, вычислить абсолютную погрешность измерений, также занеся её значение в таблицу 2:
8.Записать окончательный результат с учётом погрешности.
|
№ |
D, мм |
D, мм |
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
ср |
|
|
ТАБЛИЦА 1
ТАБЛИЦА 2
-
h, мм
h,
мм
m, г
m,
г
,
кг/м3
,
кг/м3
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ТВЕРДОГО ТЕЛА МЕТОДОМ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ВЗВЕШИВАНИЯ
Плотность твердого тела обычно определяется путем измерения его массы m и объема V:
(1)
Такой метод используется для определения плотности тел, объем которых легко измерить (цилиндр, куб и т.д.).
В ряде случаев нахождение объема тела затруднительно или невозможно. Поэтому описанный простой метод определения плотности тела оказывается неприменимым.
Цель работы - определение плотности тела без вычисления его объема.
Метод определения - гидростатическое взвешивание тела в жидкости с известной плотностью, а также в воздухе.
Описание метода гидростатического взвешивания
Любое тело, погруженное в жидкость, уменьшает свой вес Р0 на величину силы Архимеда FA (рис.1):
-
FA
Р = Р0 – FA.
Рис.1
Поэтому, последовательно взвесив тело в воздухе и погруженное в жидкость с плотностью ж , для веса тела получаем:
В воздухе: Р0 = т gV;
В жидкости с плотностью ж: P = (т - ж)gV
т - плотность тела, V – его объем, g – ускорение свободного падения.
Решая эти уравнения относительно т, получаем:
(2)
Образцы исследуемых тел имеют вид проволочных колец, выполненных из одного и того же материала или иных тел, объем которых вычислить затруднительно. С помощью проволочного крючка, массой которого можно пренебречь, они подвешиваются к чашке часов. В качестве жидкости используется вода, плотность которой ж = 103 кг/м3.