Физический практикум для инженерного класса, практическая работа № 2 "Определение плотности твердого тела с помощью штангенциркуля, микрометра и весов"

Практическая работа №2

Тема: Определение плотности твердого тела с помощью штангенциркуля, микрометра и весов

Цель: научиться пользоваться приборами для проведения точных измерений, определить с их помощью плотность образца, определить из какого вещества он изготовлен.

Оборудование: 1) весы; 2) штангенциркуль; 3) микрометр; 4) спица.

Теоретические сведения

Плотность однородного тела равна отношению массы этого тела к его объему:

ρ = m/V.

В данной работе массу измеряют с помощью электронных весов, а объем вычисляют по линейным размерам, найденным с помощью штангенциркуля и микрометра.

Электронные весы — высокочувствительный точный прибор; они нуждаются в бережном отношении и соблюдении определенных правил обращения.

Штангенциркулем (рис. 2) измеряют длины не более 12см с точностью 0,1 мм. Целые миллиметры отсчитывают по делениям линейки 1 штангенциркуля, а десятые доли миллиметра — по перемещающемуся нониусу 2, когда между губками прибора зажат измеряемый предмет 3.

Микрометр (рис. 3) позволяет измерять длину не более 2,5 см с точностью 0,01 мм. Он состоит из стальной скобы 1, имеющей слева неподвижный упор (пятку) 2, а справа стебель 3, в котором вращается микрометрический винт 4. Винт скреплен с барабаном 5, имеющим деления. Поворот барабана на одно деление приводит к смещению винта на 0,01 мм.

Целые миллиметры отсчитывают по неподвижной шкале на стебле, а сотые доли миллиметра — по делениям шкалы на барабане. Измеряемую деталь помещают между неподвижным упором и микрометрическим винтом, который осторожно подводят до соприкосновения при помощи трещотки 6, обеспечивающей постоянство нажима.

Выполнение работы

1.Приготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений.

2. Проверьте правильность установки весов. Для этого, пользуясь уравнительными
винтами у основания весов, добейтесь, чтобы острие отвеса совпало с острием шпильки,
укрепленной на основании.

1. Определите взвешиванием массу спицы с точностью до 0,01 г.

2. Измерьте штангенциркулем длину спицы с точностью до 0,1 мм.

5. Измерьте микрометром три раза в разных местах диаметр спицы с точностью до
0,01 мм. Определите среднее значение диаметра.

6. Вычислите объем спицы по формуле и плотность ρ = mV.

7. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.

8. Вычислите относительную погрешность косвенного измерения плотности по формуле

, где приборные погрешности измерения

, ,

9. Вычислите относительную погрешность измерения плотности по формуле

9. Найдите по таблице ближайшее значение плотности ρ_т и узнать из какого материала изготовлена спица. Рассчитайте погрешность по формуле:

10. Запишите ответ в виде , г/см³, ε %.

11. Сделайте вывод к работе.

Контрольные вопросы

1. В измерении какой величины допущена наибольшая относительная погрешность?

2. Соответствует ли полученный результат плотности, указанной для данного металла в справочной таблице?