slonam.ru Определение плотности различных твердых тел, имеющих правильную геометрическую
Другие
Правовые
Компьютерные
Экономические
Астрономические
Географические
Про туризм
Биологические
Исторические
Медицинские
Математические
Физические
Философские
Химические
Литературные
Бухгалтерские
Спортивные
Психологичексие
добавить свой файл

страница 1
Лабораторная работа 11.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ ПО ГЕОМЕТРИЧЕСКИМ РАЗМЕРАМ И МАССЕ
Цель: определение плотности различных твердых тел, имеющих правильную геометрическую форму, путем измерения геометрических размеров и взвешивания на электронных весах.

Приборы и принадлежности: электронные весы; исследуемые тела; штангенциркуль.
Общие указания

Понятие веса тела является одним из основных физических понятий, оно было осознано еще в глубокой древности. Весом тела называют силу, с которой это тело действует вследствие притяжения к Земле на опору или подвес, удерживающие его от свободного падения. Если тело и опора неподвижны относительно Земли, то вес тела Р равен его силе тяжести. Вес единицы объема тела называют удельным весом. Обозначим удельный вес буквой γ тогда



, (1)

где V - объем однородного тела.



Массой тела m называют физическую величину, являющуюся мерой его инерционных и гравитационных свойств. Mасса - величина аддитивная, т.е. масса системы материальных точек равна сумме масс mi всех точек этой системы:

Масса связана с силой тяжести соотношением:



P = mg (2)

где g - ускорение свободного падения. Опыт показывает, что в одной и той же точке наблюдения ускорения свободного падения для всех тел одинаковы. Поэтому отношение масс двух тел равно отношению их сил тяжести:

На этом основано сравнение масс тел с помощью рычажных весов.

Другой характеристикой вещества является плотность. Плотность тела - это масса единицы объема V: (3)

если тело однородное.

Вводится еще понятие, обратное плотности тела и называемое удельным объемом υ



(4)

Удельный объем - это объем единицы массы. Из формул (1)-(3) следует, что



(5)

Из формул (3) и (4):



(6)1

Вывод рабочих формул

1. Плотность однородного тела определяется по формуле (3)

Для цилиндрического образца (7)

где h - высота цилиндра; D - диаметр цилиндра.

Для параллелепипеда (8)

где a,b,c – длина, ширина и высота параллелепипеда.

Подставляя выражение (7) в (3), получим рабочую формулу для определения плотности

(9)

(10)
Устройство лабораторной установки.

Штангенциркуль представляет собой две Т-образные металлические ножки. Они могут перемещаться относительно друг друга. На более длинной ножке нанесена шкала в миллиметрах. На короткой ножке нанесены деления, каждое из которых составляет доли миллиметра. Эта шкала называется нониусом. Если длина нониуса 39 мм, и он разделен на 20 частей, то каждое его деление составляет 1,95 мм, т.е. каждое деление нониуса меньше 2 мм на 0,05 мм. При измерении образца его зажимают между ножками и отсчитывают по шкале до начала нониуса целые миллиметры, а затем по нониусу определяют, какое деление совпадает с делениями шкалы. Умножая число делений по нониусу на цену его деления 0,05 мм, определяют сотые доли миллиметра.



Микрометр имеет вид тисков, состоящих из скобы, на одной стороне которой имеется винтовая нарезка. В нарезке перемещается микрометрический винт с шагом 0,5 мм (один полный оборот винта перемещает его вдоль оси на 0,5 мм). На винте укреплен барабан со шкалой, имеющей 50 делений. Таким образом, цена каждого деления барабана 0,01 мм.

Весы электронные – прибор, состоящий из 2 частей: цифровое табло с клавишами управления и платформа для взвешиваемых образцов.
Правила обращения с весами

1. Нельзя класть на платформу весов грузы, превышающие по массе предельно допустимую величину.

2. Грузы следует располагать так, чтобы общий центр тяжести находился посередине платформы.

3. После включения весов следует подождать 10-15 секунд, пока прибор выйдет в рабочий режим.

4. Взвешиваемые предметы следует опускать на платформу весов осторожно.

5. По завершении измерений весы следует отключить нажатием клавиши «On/Off».


Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с измерительными приборами, установить их точность Δm.

2. Измерить размеры тела штангенциркулем по 5 раз в различных местах.

3. Взвесить тело.

4. Результаты измерений занести в таблицу:




Высота, м

Диаметр, м

h1

h2

h3

h4

h5

hср

D1

D2

D3

D4

D5

Dср

1








































a1

a2

a3

aср

b1

b2

b3

bср

c1

c2

c3

cср

2






































Обработка экспериментальных данных

1. Вычислить среднюю высоту hср и средний диаметр Dср.

2. Определить по формуле (9) среднюю плотность для цилиндра, подставляя значения hср и Dср.

3. Относительную ошибку для цилиндра вычислить по формуле:

где абсолютные ошибки Δm, Δh и ΔD равны половине цены деления прибора.

4. Определить по формуле (10) среднюю плотность для параллелепипеда, подставляя значения aср, bср, cср.

4. Относительную ошибку для параллелепипеда вычислить по формуле:


4. Абсолютную ошибку плотности найти по формуле:

Δρ=ρ·ε

5. Заполнить таблицу.




Масса,

m, кг

Средняя плотность,

ρ,

Погрешность

Истинная плотность ρист=(ρср±Δρср)

Относительная

ε, %

Абсолютная, Δρ,

1
















2

















Контрольные вопросы

1. Что такое вес тела?

2. Что такое масса тела?

3. Что такое плотность тела?

4. Что такое удельный вес?

5. Какие свойства тела характеризует масса?

7. Что такое удельный объем?

8. Установить связь между удельным весом и плотностью.



9. Определить связь между плотностью и удельным объемом.

10. Как проводить измерение штангенциркулем?
страница 1
скачать файл

Смотрите также:



© slonam.ru, 2017