Лабораторная работа №1

Тема: Определение плотности твердых тел.

Цель работы: ознакомление с методами измерений физических величин и расчетом погрешностей проводимых измерений на примере определения плотности твердого тела

Теоретическое введение:

Для оценки плотности однородного тела необходимо знать его обьем и массу.Массу тела можно определить , взвешивая его на рычажных весах. Обьем тела (в нашем случае цилиндра) можно узнать, проведя ряд физических измерений - сравнения измеряемой величины с другой величиной ,принятой за единицы измерения.

Измерения делятся на прямые и косвенные.

При прямых измерениях определяемая величина сравнивается с единицей измерения непосредственно с помощью измерительных приборов ,проградуированных в соответствующих единицах.

При косвенных измерениях определяемая величина не измеряется непосредственно ,а находится по известной зависимости между этой величиной и величинами, получаемых при прямых измерениях.

Однако, любое измерение всегда производится с некоторой ошибкой- погрешностью . Поэтому, полученное в результате измерений значение какой либо величины должно быть записано в виде: X+∆X ,где ∆X-абсолютная погрешность измерения .

Порядок работы:

1. С помощью штангенциркуля определяют линейные размеры исследвуемого тела , необходимые для вычисления его обьема.

2. С помощью весов и разновесов определяем массу тела . Взвешивание проводим не менее пяти раз.

3. Все эксперементальные данные заносим в таблицу.

Обработка результатов измерений:

1. По полученным эксперементальным данным находим средние значения замеренных параметров, вычисляют плотность измеряемого тела.

2. Определяют абсолютные погрешности отдельных измерений и случайные погрешности проведенных прямых измерений. Результаты записываем в таблицу.

3. Используя средние значения замеренных параметров , находим плотность тела.

4. Находим выражение для вычисления относительной погрешности и рассчитываем ее значение.

5. О пределяем абсолютную погрешность ∆ρ .Записываем окончательный результат , используя правила округления погрешностей и измеряемой величины.

Таблица эксперементальных данных: Федоров Михаил ВД-1-01

1) Mcp=М1+М2+М3+М4+М5= 58,22

∆Mi=|Mcp-Mi|,поэтому: ∆M1=|Mcp-M1|=58,22-58,0=0,22 и.т.д.

∆M1²=(0,22)²=0,0484 и.т.д.

∆Мсл=α ∆Мкв; α=1,2

∆Мсл=1,2 *0,08602=0,1

2) Нcp=Н1+Н2+Н3+Н4+Н5=27,82

∆Нi=|Нcp-Нi|,поэтому: ∆Н1=|Нcp-Н1|=27,82-27,7=0,12 и.т.д.

∆Н1²=(0,12)²=0,0144 и.т.д.

∆Нсл=α ∆Нкв; α=1,2

∆Нсл=1,2 *0,217715=0,3

3) Dcp=D1+D2+ D3+ D4+ D5=17,6

∆Di=|Dcp-Di|,поэтому: ∆D1=|Dcp-D1|= |17,6-18,2|=0,6 и.т.д.

∆D1²=0,6²=0,36 и.т.д.

∆Dсл=α ∆Dкв; α=1,2

∆Dсл=1,2 *0,3898=0,5

Следовательно:

m=mср±∆m; h=hср±∆h; d=dср±∆d;

m=58,2±0,2; h=27,8±0,3; d=16,6±0,5;

ρ cp=8606,37 [кг/м]

∆
ρ=Е *ρcp ,где Е-относительная погрешность.

Е=0,0142+0,04545+0,0016=0,07

∆ρ=Е *ρcp=8606,37*0,07=602,4 [кг/м³]

ρ= ρср±∆ρ

ρ=(8,6±0.6)*10³ [кг/м³]

Вывод:

Данное вещество, скорее всего, сталь. Для более точных измерений необходимо использовать более точные методы.