prarab

Практична робота 4 Тема: Рішення задач по вивченню одиниць фізичних величин

Мета: Оволодіти практичними навиками при рішенні задач по вивченню одиниць фізичних величин

Теоретичне обґрунтування

Під фізичною величиною слід розуміти властивість спільну в якісному відношенні для багатьох матеріальних об'єктів та індивідуальному в кількісному відношенні для кожного з них.

Таблмця1Основні одиниці системи СІ

	Одиниця	Скорочені позначання
Величина			одиниць
	вимірювання
		українські		латинські
Довжина	метр	м		m
Маса	кілограм	кг		kg
Час	секунда	с		s
Сила електричного струму	ампер	А		A
Термодинамічна	кельвін	К		К
температура
Сила світла	кандела	кд		kd
Кількість речовини	моль	моль		mol

Похідні одиниці системи СІ

Велика група похідних одиниць, які визначаються за законами взаємозв'язків між фізичними величинами або ж на основі визначення фізичних величин. Відповідні похідні одиниці СI виводяться із рівнянь зв'язку між величинами

Приклад: сила ньютон F= m· a,

де m – маса в кг;

a - прискорення м/с2; 1 кг · 1 м/с2 = 1 Н

На рівні з одиницями системи СІ використовуються державні одиниці

11

Таблиця 2- Одиниці ДСВ

Назва величини		Одиниця
	Назва	Співвідношення з одиницями
		СІ
Час	хвилина	1 хв=60с
	година	1 год=3600с
	доба	1д=24 год
	тиждень
	місяць
	рік
Маса	тонна	1т=1000кг
	центнер	1ц=100кг
	уніфікована	1а.о.м.=1,66054· 10-27
	одиниця маси
Об'єм, місткість	літр	1л=1дм3=10-3 м3
Енергія	електрон-вольт	1еВ=1,602177·10-19 Дж
Площинний кут	градус	10=(π/180) рад
	хвилина	1' =(1/600)=( π/10800) рад
	секунда	1'' =(1/601)=( π/648000) рад

Позасистемні одиниці:карат, морська миля, морський вузол і т.д.

Кратні і частинні одиниці. Десяткові кратні та частинні одиниці від одиниць СІ утворюються шляхом використання множників та приставок.

Приклад: Визначити систему , перевести в іншу: площа 10 га; швидкість 10 км/год; об'єм 3м3 Площа 10 га – державна система;

в СІ це буде 104 м2 =100000 м2= 10 · 104 м2

Швидкість 10км/год державна система; в СІ це буде

υ = 10· 1000 м = 2,78 м/с . 3600с

Об'єм 3м3 – система СІ; в державній

V = 3 · 1000 л = 3000 л= 3·103 л.

12

Таблиця 3- Множники і приставки для утворення кратних та частинних одиниць

		Приставка
Множник
	Назва	Позначення
		Українське	Міжнародне
1018	Екса	Е	Е
1015	Пета	П	Р
1012	Тера	Т	Т
109	Гіга	Г	G
106	Мега	М	M
103	кіло	к	k
102	гекто	Г	h
101	дека	да	da
10-1	деці	Д	d
10-2	Санті	С	C
10-3	Мілі	м	m
10-6	мікро	мк	µ
10-9	нано	Н	n
10-12	піко	п	P
10-15	фемто	ф	f
10-18	атто	а	a
10–21	зенто	зп	z
10 -24	йокто	й	y

Порядок виконання роботи

1Вивчити основні,похідні одиниці системи СІ.

2Вивчити співвідношення одиниць фізичних величин системи СІ і державної

системи

3Ознайомитися з множниками і приставками для утворення кратних і частинних

одиниць.

4Виконати рішення задач.

Задача 1. Визначити систему, перевести в іншу.

Задача 2 Навести 5 прикладів похідних одиниць системи СІ Задача 3 Навести приклади позасистемних одиниць фізичних величин. 5 Висновок Контрольні запитання:

1Що розуміють під фізичною величиною?

2Коли була ухвалена перша система одиниць фізичних величин?

3Як виникли похідні одиниці системи СІ

4Яку роль виконують державні еталони?

Рекомендована література

[2 ], с.59;

13

Таблиця 4 – Варіанти завдань

Величина						Варіанти
Швидкість	1	2	3	4	5	6		7	8	9	0
,
км/год	40	60	80	120	70	50		110	100	20	10
Швидкість,	5	2	9	7	12	15		18	20	25	30
м/с
Площа, га	6300	85000	700	4000	2000	300		7500	2300	9100	1000
Площа, м2	5000	25000	10000	200000	750000	850000		100000	1000000	250000	500000
Об'єм, м3	12	16	17	22	65	45		89	57	65	98
Об'єм, л	124000	870000	5600000	7800000	2500000	980000		5800000	7600000	4300000	5700000
		0
Час, доба	8	7	5	9	3	2		4	9	6	3
Час, с	960000	108000	65000000	9700000	4800000	900000		48980000	6540000	486800000	64800000
	0	0000

Практична робота 5 Тема: Вимірювання показників, знаходження похибки засобів вимірювання

Мета: Оволодіти навичками вимірювання штриховим інструментами; навчитися знаходити похибки засобів вимірювання

Теоретичне обґрунтування

Діапазон вимірювань – інтервал вимірюваної величини, у межах якого про нормовані похибки засобу вимірювання.

Шкала засобу вимірювання – частина показового пристрою у вигляді упорядкованої сукупності позначок разом із пов'язаною з нею повною послідовністю чисел.

Поділка шкали – частина шкали між двома сусідніми поділами.

Ціна поділки – найменше значення вимірюваної величини, відповідає 1 поділці. Сила вимірювання – зусилля, яке виникає при контакті засобу вимірювальної

техніки з поверхнею деталі.

Порядок виконання роботи

1 Ознайомитися з конструкцією штангенциркуля. В звіт записати:

1.1діапазон вимірювань;

1.2ціну поділки основної шкали;

1.3ціну поділки шкали ноніуса;

1.4межу вимірювання;

1.5завод-виробник.

2 Ознайомитися з конструкцією мікрометра. В звіт записати:

2.1діапазон вимірювання;

2.2межу вимірювання;

2.3ціну поділки основної шкали;

2.4ціну поділки кругової шкали;

2.5завод-виробник.

3 Скласти три блоки з плиток.

4 Зробити виміри трьох блоків та записати окремо похибки штангенциркуля, мікрометра.

5 Зробити висновок про придатність інструментів.

6 Висновок.

Протокол повірки засобів вимірювання:

1 Штангенциркуль.
1.1	діапазон вимірювань, мм	_____________
1.2	межа вимірювання, мм	_____________
1.3	ціна поділки основної шкали, мм	_____________
1.4	ціна поділки шкали ноніуса, мм	_____________
1.5	завод-виробник _________________________________
2 Мікрометр
2.1	діапазон вимірювань, мм	_____________
2.2	межа вимірювання, мм	_____________
2.3	ціна поділки основної шкали, мм	_____________
2.4	ціна поділки кругової шкали, мм	_____________
2.5	завод – виробник _______________________________

3 Виконуємо зовнішній огляд штангенциркуля

________________________________________________

________________________________________________

4 Виконуємо зовнішній огляд мікрометра

_________________________________________

_________________________________________

5 Складаємо блоки плиток, мм

Б1=	Б2=	Б3=
6 Виконуємо заміри кожного блоку інструментами, та робимо висновок по
похибкам вимірювання, мм
1 шц =	2 щц =	3 щц=
1 мк=	2мк=	3 мк=
7 Порівнюємо похибки інструментів з тими, що допускаються для даного діапазону,
та робимо висновок щодо придатності інструментів
7.1 Штангенциркуль, Δ= мм,		інструмент придатний,
потребує ремонту (потрібне підкреслити)
7.2 Мікрометр	= мм, інструмент придатний, потребує ремонту
8 Висновок.

Контрольні запитання

1Яке зусилля вимірювання у мікрометра

2Що таке ціна поділки шкали?

3Дати визначення поняттю –повірка?

4Що впливає на результати повірки?

5З якою точністю вимірюють деталі за допомогою штангенциркуля ?

Варіанти : студенти працюють бригадами по 4 чол., на кожну бригаду видаються штангенциркуль, мікрометр; плитки.

Рекомендована література

[ 4 ] ; [ 5

16

Практична робота 6 Тема: Оцінка якості продукції.

Мета: Ознайомитися з методикою знаходження якості виробів в партії вибірковим методом

Теоретичне обґрунтування

Одним із способів перевірки відповідності виробів заданим вимогам – вибірковий контроль продукції. Звичайно він проводиться по якісним показникам з класифікацією виробів на придатні і брак.

Для оцінки результатів такого контролю необхідний розвиток напрямків математичної статистики. Наприклад, добре відомий метод знаходження довіреного інтервалу [0, х (γ)] включаю чого з заданою імовірністю γ невідому долю дефектних виробів, якщо в партії об'ємом N зроблена вибірка чисельністю n, в ній виявлено d дефектних виробів.

Взв'язку з підвищеними вимогами до якості виробів контроль проводиться по декількох (і) вибіркам. Так як до якості виробів пред'являються високі вимоги, то кількість дефектних виробів, найдених в процесі іспиту буває малою. В зв'язку з цим, доля практичного застосування метода достатньо знайти х (γ) для чотирьох випадків.

Впрактичній роботі достатньо розглянуті 3 випадки.

Випадок1 d1 = d2 =0

Верхня межа довірчого інтервалу

х (γ) = - ( 1 · ln · α ·n2 +		1	· ln ·	α ·n1 ) ,
n1	n1+n2	n2		n1+n2

Приклад 1. Для проведення періодичних іспитів продукції беруть дві вибірки по 10 зразків. Нехай при проведенні 2 іспитів у виробів не знайдено ні одного дефекту. Потрібно оцінити вероятністю γ =0,80 якість виробів, або знайти верхню межу довірчого інтервалу, який включає значення показника якості.

При n1=20, n2= 20, γ =0,80, число дефектних виробів d1=d2=0. По таблиці для γ =0,80 знаходимо х (γ) = 0,23.

Приклад 2. Проводяться періодичні випробування d1=0; d2=1.

При цьому

	х (γ) = - ln [ 1-еz* (1+z*)] + z* ,
де	n1	n2
	z* - рішення рівняння
n1+ z(n1+n2)= n1 · α · еz,
де	α=1-γ.

Проводяться періодичні випробування виробів на двох вибірках об'ємом n1=40;

n2=30.

При випробуваннях в другій виборці знайдено один дефектний виріб. Потрібно з вероятністю γ =0,75 знайти верхню межу довірчого інтервалу, який

включає значення показника якості.

Для n1=40; n2=30; d1=0; d2=1 і γ =0,75 по таблиці знаходимо х (γ) =0,17.

Приклад 3. Випадок d1=1; d2=0.

Потрібно з вероятністю γ =0,75 знайти верхню меж довірчого інтервалу.

Для n1=40; n2=30; d1=1; d2=0 і γ =0,75 по таблиці знаходимо х (γ) =0,159.

Результати розрахунків мінімальної верхньої межі довірчого інтервалу в % надані в таблиці.

17

Таблиця 1

n1 γ	0,60	0,70	0,75	0,80		0,85	0,90	0,95	0,98
				d1 =0 ,		d2=0
			n2=10
10	32,2	37,9	41,6	46,1		-	-	-	-
20	23,3	27,6	30,3	33,7		38,0	-	-	-
30	19,7	23,6	26,0	29,0		32,8	38,2	-	-
40	17,7	21,3	23,6	26,4		30,0	35,0	-	-
50	16,4	19,9	22,0	24,7		28,2	33,0	-	-
80	14,2	17,5	19,5	22,0		25,3	29,8	37,6	-
100	13,4	16,6	18,6	21,1		24,2	28,7	36,3	-
150	12,3	15,3	17,3	19,7		22,7	27,1	34,4	-
			n2=20
20	16,1	19,0	20,8	23,0		25,9	30,0	36,9	-
30	13,2	15,6	17,2	19,0		21,4	24,8	30,6	38,2
40	11,6	13,8	15,2	16,8		19,0	22,0	27,2	34,1
50	10,6	12,6	13,9	15,5		17,5	20,3	25,2	31,6
80	8,9	10,7	11,8	13,2		15,0	17,5	21,9	27,6
100	8,2	9,9	11,0	12,4		14,1	16,5	20,7	26,2
150	7,2	8,9	9,9	11,2		12,8	15,1	19,0	24,2
			n2=30
30	10,7	12,6	13,9	15,4		17,3	20,0	24,6	30,7
40	9,3	11,0	12,1	13,4		15,1	17,4	21,5	26,8
50	8,4	9,9	10,9	12,1		13,6	15,8	19,5	24,4
80	6,9	8,2	9,0	10,1		11,4	13,2	16,4	20,6
100	6,3	7,6	8,3	9,3		10,6	12,3	15,3	19,3
150	5,5	6,6	7,3	8,2		9,4	11,0	13,8	17,5
				d1 =0 ,	d2=1
			n2=10
20	35,9	41,3	-	-		-	-	-	-
30	31,9	36,9	39,9	-		-	-	-	-
40	29,6	34,4	37,3	40,9		-	-	-	-
50	28,2	32,8	35,7	39,1		43,4	-	-	-
80	25,8	30,2	33,0	36,2		40,3	-	-	-
100	24,9	29,3	32,0	35,2		39,2	-	-	-
150	23,6	27,9	30,5	33,7		37,6	43,1	-	-
			n2=20
20	22,9	26,2	28,3	30,9		34,1	38,6	46,3	-
30	19,7	22,6	24,5	26,6		29,4	33,3	39,8	48,2
40	17,9	20,6	22,3	24,3		26,9	30,4	36,4	44,0
50	16,8	19,3	20,9	22,8		25,3	28,6	34,2	41,4

18

Продовження таблиці1

n1 γ	0,60	0,70	0,75		0,80		0,85	0,90	0,95	0,98
				d1 =0 ,		d2=1
					n2=20
80	14,8	17,2	18,7		20,4		22,6	25,7	30,8	37,4
100	14,1	16,4	17,8		19,5		21,7	24,7	29,6	35,9
150	13,0	15,9	17,3		18,9		21,0	23,9	28,8	34,9
					n2=30
30	15,3	17,5	18,9		20,6		22,8	25,8	30,8	37,5
40	13,7	15,7	17,0		18,5		20,4	23,1	27,6	33,5
50	12,7	14,6	15,7		17,2		19,0	21,4	25,6	31,0
80	11,0	12,7	13,7		15,0		16,6	18,8	22,4	27,2
100	10,3	12,0	13,0		14,2		15,7	17,8	21,5	25,8
150	9,4	10,9	11,9		13,0		14,5	16,4	19,7	24,0
					d1=1, d2=0
			n2=10
20	30,7	35,4	38,4		42,0		-	-	-	--
30	24,9	29,0	31,6		34,7		-	-	-	-
40	21,8	25,5	27,9		30,8		34,6	39,8	-	-
50	19,7	23,3	25,6		28,3		31,9	36,9	-	-
80	16,4	19,7	21,8		24,4		27,7	32,3	40,3	-
100	15,2	18,4	20,5		23,0		26,2	30,7	38,4	-
150	13,5	16,6	18,6		21,0		24,1	28,4	35,9	-
			n2=20
30	18,0	20,7	22,4		24,4		27,1	30,7	37,0	-
40	15,4	17,7	19,2		21,0		23,3	26,6	32,1	39,3
50	13,7	15,8	17,2		18,9		21,0	24,0	29,1	35,8
80	10,9	12,8	14,0		15,4		17,3	19,9	24,4	30,3
100	9,9	11,7	12,8		14,2		16,0	18,5	22,7	28,4
150	8,4	10,1	11,1		12,4		14,1	16,4	20,4	25,7
			n2=30
40	12,9	14,8	15,9		17,4		19,2	21,8	26,2	31,9
50	11,3	13,0	14,1		15,4		17,1	19,4	23,4	28,5
80	8,8	10,2	11,1		12,2		13,6	15,6	18,9	23,3
100	7,9	9,2	10,0		11,1		12,4	14,2	17,3	21,4
150	6,6	7,8	8,5		9,4		10,6	12,3	15,2	18,9

19

Практична робота 7 Тема: Вибір та розрахунок гладких циліндричних з'єднань

Мета: Оволодіти практичними навичками при рішенні задач; навчитися користуватися довідковою технічною літературою

Теоретичне обґрунтування

Номінальний розмір для отвору позначається D, для валу –d. Дійсний розмір позначається відповідно Dr, dr.

Верхнє відхилення позначається ES, es. Нижнє відхилення EI,ei відповідно.

За граничними розмірами можна позначити верхнє, нижнє й середнє відхилення: для отвору

ES = Dmax– D;
EI =Dmin- D;
Em = 0,5 (Dmax+Dmin)
для вала
еs = dmax - dmin ;
еi = dmin - d ;
еm = 0,5(dmax+ dmin)	через
Величину допуску знаходять як через граничні відхилення, так і
граничні розміри :
TD= Dmax– Dmin= ESEI
Td = dmax- dmin = еsеi .
Найменший зазор:
Smin= Dmin-dmax= EI-еs;
Найбільший зазор

Smax= Dmax-dmin = ESеi.

Відповідно найменший і найбільший натяг

Nmin= dmin- Dmax= еi – ES

Nmax= dmax- Dmin= еsEI.

Оскільки зазори і натяги протилежні зі знаком, то

Nmax= - Smin;

Nmin = - Smax.

Посадки з зазором А ÷ Н ; а ÷ h;

посадки з натягом P – ZC; р –zс; перехідні посадки І (ІС) – N; j(js) – n. Основний вал позначається h; основний отвір –Н.

Приклад 1. Установити відхилення отвору і валу, їх квалітети точності, номінальний розмір з'єднання, установити систему, посадку з'єднання.

ЁЄ40 H7 d7

Рішення Номінальний розмір отвору і валу 40мм.Отвір виконано з відхиленням Н по 7

квалітету точності, вал – з відхиленням d по 7 квалітету.

Система – отвору (основний отвір Н), посадка з зазором, так як відхилення валу d належить до діапазону а÷h.

Приклад 2. Знайти граничні зазори в сполученні циліндричних поверхонь

ЁЄ55F8 h7

Рішення

1 Відповідно до наведених умовних позначок полів допусків вала (Ø 55 h7) і отвору (Ø 55 F8) знаходимо граничні відхилення:

20