- •Л.И. Третьяков
- •Определение линейных размеров и объема тела правильной геометрической формы
- •1.1. Цели работы
- •1.2. Основные понятия
- •1.2.1. Масштабная линейка
- •1.2.2. Нониус
- •1.2.2.1. Нониус – многозначная мера длины
- •1.2.2.2. Измерения с помощью нониуса
- •1.2.2.3. Расширенный нониус
- •1.2.2.4. Штангенциркуль
- •1.2.2.5. Определение длины тела с помощью штангенциркуля
- •1.2.2.6. Правила работы и хранения штангенциркуля
- •1.2.3. Микрометрический винт
- •1.2.3.1. Микрометрический винт – многозначная мера длины
- •1.2.3.2. Микрометр
- •1.2.3.3. Подготовка микрометра к измерениям
- •1.2.3.4. Определение длины тела с помощью микрометра
- •1.2.3.5. Правила работы и хранения микрометра
- •1.3. Экспериментальная часть работы
- •Изучение устройства микрометра
- •Подготовка микрометра к работе
- •Измерение линейных размеров тела правильной геометрической формы и расчет погрешностей при прямых измерениях
- •Определение объема прямого прямоугольного параллелепипеда и расчет погрешностей при косвенных измерениях
- •Определение объема прямого кругового цилиндра и расчет погрешностей при косвенных измерениях
- •1.4. Техника безопасности
- •1.5. Контрольные вопросы
- •Вопросы для допуска: 1–8. Вопросы для защиты: 9–25.
- •1.6. Приложение
- •1.6.1. Единица длины –метр
- •1 Капилляр; 2 газоразрядная лампа; 3 накаливаемый катод; 4 манометр;
- •5 Анод; 6 сосуд Дьюара; 7 герметически закрытая камера; 8 термопара;
- •9 Жидкий азот
- •Нониусы
- •Штангенциркули
- •1.6.4. Микрометры
- •1.7. Список литературы
- •Определеhие массы тела с помощью технических весов
- •2.1. Цели работы
- •2.2. Основные понятия
- •2.2.1. Взвешивание и весы
- •2.2.2. Момент силы. Закон равновесия рычага
- •2.2.3. Принцип взвешивания на рычажных весах
- •1 Коромысло; 2 опорная подушка; 3 опорная призма; 4 грузоподъемные призмы; 5 подушки подвесок; 6 подвески с чашками; 7 гиря; 8 груз
- •2.2.4. Весы для точного взвешивания
- •2.2.5. Точный разновес
- •2.2.6. Технические весы
- •2.2.7. Подготовка технических весов к работе
- •2.2.8. Определение цены деления и чувствительности весов
- •2.2.9. Правила взвешивания
- •2.2.10. Техническое обслуживание весов
- •2.3. Эксперимеhтальhая часть работы
- •2.3.1. Приборы и оборудование
- •2.3.2. Порядок выполнения работы
- •Знакомство с устройством и техническими параметрами весов
- •Подготовка весов к работе
- •Определение массы тела
- •Определение плотности тела правильной геометрической формы
- •2.4. Техника безопасности
- •2.5. Контрольные вопросы
- •Вопросы для допуска: 17. Вопросы для защиты: 833.
- •2.6. Приложение
- •2.6.1. Масса тела
- •2.6.2. Единица массы – килограмм
- •2.6.3. Характеристики точности измерения массы в зависимости от ее величины и метода измерения
- •2.6.4. Призма
- •2.6.5. Сила тяжести и вес тела
- •2. Однако Земля вращается в системе неподвижных звезд и является поэтому неинерциальной системой отсчета.
- •2.6.6. Принцип взвешивания без применения гирь
- •2.6.7. Плотность вещества
- •2.7. Список литературы
- •Определение массы тела
- •1 Подвижные цилиндры; 2 серьги; 3 коромысло весов; 4 неподвижные цилиндры;
- •5 Колонка весов
- •3.2.2. Основные характеристики весов адв-200
- •3.2.3. Влияние различных факторов на чувствительность весов
- •3.2.4. Методы точного взвешивания
- •3.2.4.1. Метод двойного взвешивания (метод Гаусса)
- •3.2.4.2.Метод замещения (метод Борда)
- •3.2.4.3. Метод максимальной нагрузки (метод Менделеева)
- •3.2.5. Правила обращения с аналитическими весами
- •3.2.6 . Установка и техническое обслуживание весов
- •3.2.7. Основные этапы взвешивания
- •3.2.7.1. Проверка исправности весов
- •3.2.7.2. Определение нулевой точки аналитических весов
- •3.2.7.3. Определение чувствительности и цены деления аналитических весов
- •3.2.7.4. Взвешивание на аналитических весах с точностью до 0,1 мг
- •1. Взвешиваемое тело помещают на левую чашку весов
- •2. Взвешиваемое тело помещают на правую чашку весов
- •3.2.8. Поправка на действие силы Архимеда при взвешивании на равноплечих весах
- •3.3. Экспериментальная часть работы
- •3.3.1. Приборы и оборудование
- •3.3.2. Порядок выполнения работы
- •3.3.3. Дополнительное задание
- •3.4. Техника безопасности
- •3.5. Контрольные вопросы
- •3.6. Приложение
- •3.6.1. Изолирующие механизмы
- •3.6.1.1. Конструкция простого изолира
- •3.6.1.2. Изолир типа Менделеева
- •3.6.1.3. Трехпозиционный изолир
- •3.6.2. Установка весов
- •3.7. Список литературы
- •Определение плотности жидкостей и сыпучих тел с помощью пикнометра
- •4.1. Цели работы
- •4.2. Основные понятия
- •4.2.1. Определение плотности жидкостей
- •4.2.2. Определение плотности сыпучих тел
- •4.3. Экспериментальная часть работы
- •4.3.1. Приборы и оборудование
- •4.3.2. Порядок выполнения работы
- •Подготовка технических весов к предварительному взвешиванию
- •Изучение устройства аналитических весов адв-200 Подготовка аналитических весов к работе (см. П.3.2.7.1.3.2.7.3)
- •Определение плотности жидкости
- •Определение плотности сыпучего тела
- •4.4. Техника безопасности
- •4.5. Контрольные вопросы
- •4.6. Приложение
- •Плотность воды (г/cм3), свободной от воздуха в интервале температур 0–300с
- •4.7. Список литературы
УДК 531.714:531.753:531.754(075.8) Печатается по решению
ББК 22.3с+30.10я73РИС НовГУ
С23
Р е ц е н з е н т
кандидат химических наук, доцент,
Заслуженный работник
высшей школы Российской Федерации
Л.И. Третьяков
С23
В учебно-методическом пособии приведены описания четырех лабораторных работ по определению линейных размеров тел с помощью штангенциркуля и микрометра, массы тел с помощью технических и аналитических весов, определению плотности твердых тел правильной геометрической формы, жидкостей и сыпучих тел. В каждой работе имеется подробное теоретическое введение, порядок выполнения работы, контрольные вопросы для допуска и защиты, приложения, расширяющие кругозор студентов.
Пособие предназначено для студентов естественнонаучных направлений и специальности «Фармация», изучающих курс физики.
УДК 531.714:531.753:531.754(075.8)
ББК 22.3с+30.10я73
© Новгородский государственный
университет, 2008
© Т.П. Смирнова,
составление, 2008
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1
Определение линейных размеров и объема тела правильной геометрической формы
1.1. Цели работы
1. Изучение правил измерения линейных размеров тел с помощью масштабной линейки и методов увеличения точности этих измерений.
2. Изучение устройства и правил использования штангенциркуля и микрометра.
3. Измерение линейных размеров тела правильной геометрической формы, определение погрешностей прямых измерений.
4. Расчет объема тела, определение погрешностей косвенных измерений.
1.2. Основные понятия
В качестве тела правильной геометрической формы в работе рекомендуется использовать прямой прямоугольный параллелепипед либо прямой круговой цилиндр.
Объем параллелепипеда равен:
, (1.1)
где а– длина;b– ширина;с– высота.
Объем цилиндра равен:
, (1.2)
где D– диаметр;h– высота цилиндра.
Для определения объема необходимо измерить линейные размеры этих тел с помощью масштабной линейки, нониуса и микрометрического винта.
1.2.1. Масштабная линейка
Линейка – это инструмент для проведения (черчения) прямых линий. Линейка, имеющая только один прямолинейный край, называется односторонней. Линейка, имеющая параллельные края, называется двухсторонней. Двухстороння линейка позволяет проводить параллельные прямые линии.
Стальная линейка с нанесенными на ней равноудаленными прямыми штрихами являетсяизмерительным инструментом илимасштабной линейкой (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Масштабные линейки
Деление линейки или масштаб– это расстояние между серединами двух соседних штрихов. Штрихи наносятся на расстоянии 1 мм один от другого (1 мм = 0,001 м = 10-3м).Линейка с миллиметровыми делениями –это многозначная мера длины для воспроизведения отрезков, отличающихся на один миллиметр.
Нумерация штрихов линейки начинается с нуля.Каждые 5 мм отделяются удлиненным штрихом без обозначений. Каждые 10 мм отделяются длинным штрихом, у которого ставится число, показывающее количество сантиметров, отсчитанных от нулевого штриха.
Совокупность штрихов и проставленных у некоторых из них чисел отсчета, соответствующих ряду последовательных значений длины (или другой физической величины), называется шкалой. Началом шкалы измерительных линеек является торцевая грань, перпендикулярная оси линейки. Концом шкалы служит противоположная ей торцевая грань (рис. 1.1,а) или штрих, за которым имеется свободное поле (рис. 1.1,б).
Линейкой измеряют контактным способом. Для этого измеряемую деталь необходимо расположить вдоль линейки так, чтобы один ее конец совпал с нулевым штрихом линейки, а затем отсчитать штрих, с которым совпадает другой конец детали. Если второй конец измеряемой детали находится между двумя соседними штрихами, то отсчет делают по ближайшему штриху. Абсолютная погрешность отсчета в этом случае равна половине деления линейки, т.е. 0,5 мм. В этом случае говорят, что измерения проведены с точностью до 0,5 мм.
Некоторые приемы измерения масштабной линейкой приведены на рис. 1.2. Линейку следует прикладывать ребром (под прямым углом), а не плоскостью; в случае незначительных повреждений торца линейки следует с краем детали совмещать не нулевой штрих, а, например, десятый, и из полученного результата вычитать 10 мм.
аб
вг
Рис. 1.2. Некоторые приемы измерения масштабной линейкой:
а, б ширины детали; в длины цилиндра; г внутреннего диаметра цилиндра
На рис. 1.3 показан образцовый штриховой метр. Деления нанесены на длине 1 м: с одной стороны через 1 мм, а с другой сторонычерез 0,2 мм. Для повышения точности отсчета по шкалам имеются две лупы 7-кратного увеличения. Лупы установлены в движках, которые перемещаются по реборде. В реборде вмонтирован термометр, так как наиболее точные показания метра будут при 20°С. Образцовый штриховой метр применяется для проверки шкальных инструментов.
Рис. 1.3. Образцовый штриховой метр
К экономическим показателям выбираемых средств и методов измерения относятся: стоимость измерительного инструмента, продолжительность его работы до ремонта, время, затрачиваемое на процесс измерения. В промышленном производстве для измерения длины тела с точностью до долей миллиметра широко используются инструменты со вспомогательной шкалой (нониусом) либо микрометрическим винтом.