Измерение длины, объема, и плотности твердых тел с помощью различных инструментов

Тип работы:
Лабораторная работа
Предмет:
Физико-математические науки


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Лабораторная работа

Измерение длины, объема, и плотности твердых тел с помощью различных инструментов

Цель работы: Вычисление плотности тела.

Оборудование:

1. Штангенциркуль

2. Одночашечные весы с несъемным скользящим равновесом

3. Мерный стакан 100 мл

4. Переливной стакан 400 мл

5. Металлический параллелепипед

6. Нить

Расчётные формулы:

1) V=a*b*c — формула вычисления объёма тела по геометрическим размерам.

2) — формула вычисления плотности тела.

3) — формула вычисления объёма тела через массу вытесненной жидкости.

4) Fa== - сила Архимеда действующая на тело полностью погружённое в жидкость =>

— формула вычисления объёма тела гидростатическим взвешиванием.

5) — формула вычисления объёма тела гидростатическим взвешиванием с учётом массы крепления.

6) = - вычисление массы тела с учётом массы крепления.

7) = - формула вычисления плотности гидростатическим взвешиванием с учётом массы крепления.

— масса вытесненной жидкости.

— результат взвешивания тела в воздухе.

— результат взвешивания тела в жидкости.

— результат взвешивания тела с крепежом в воздухе.

— результат взвешивания тела с крепежом в жидкости.

— результат взвешивания крепежа в воздухе.

— результат взвешивания крепежа в жидкости.

— плотность тела.

Vт-объём тела.

Mт — масса тела.

=1 — плотность жидкости.

a — высота тела.

b — длинна тела.

c — ширина тела.

Формулы расчёта погрешностей:

· X= - среднее значение.

· - среднеквадратичное значение (погрешность при зависимости X от 1 величины)

· - погрешность при зависимости X от нескольких независимых величин u, v, w и т. д.

Порядок проведения работы:

Часть 1: Измерить геометрические размеры тела с помощью штангенциркуля, и вычислить объём тела по формуле 1). С помощью весов измерить массу тела, Вычислить плотность тела по формуле 2).

Часть 2: С помощью переливного стакана, мерного стакана и весов: измерить массу мерного стакана без жидкости, с жидкостью вытесненной из переливного стакана. Вычислить объём тела по формуле 3). Используя значения массы тела полученные в первой части вычислить плотность по формуле 2).

Часть 3: Определить объём тела методом гидростатического взвешивания, метод основан на использовании закона Архимеда: с помощью весов измерить массу тела с креплением в воздухе и в жидкости, измерить массу крепления в воздухе и в жидкости, вычислить объём тела по формуле 5). Вычислить плотность тела по формуле 7).

Измерения в опытах следует провести не менее 4 раз.

Обработка и представление результатов измерений и вычислений:

Часть 1:

Геометрические размеры тела

a, см

b, см

с, см

1

2

4

4

2

2

4

4

3

2

4

4

4

2

4

4

Объём тела

1

2

3

4

V,

32

32

32

32

0,005 см =32

0,005 см

0,005 см

0,098

Результат взвешивания тела в воздухе

1

2

3

4

Mx, г

249,2

249,25

249,3

249,2

M1=249,2375 г.

0,0479 г.

= 7,7887

0,0239

т1= ± =7,7887 0,0239

Часть 2:

Масса мерного стакана

1

2

3

4

M, г

30,6

30,59

30,62

30,62

Масса мерного стакана с жидкостью

1

2

3

4

M, г

62,35

62,3

62,3

62,36

Масса вытесненной жидкости:

1

2

3

4

, г

31,75

31,71

31,68

31,74

M2 = M1=249,2375 г.

0,0479 г.

Объём вытесненной жидкости

1

2

3

4

V,

31,75

31,71

31,68

31,74

V2=31,72

= 0,032

= 7,8574

0,0081

т2= ± =7,8574 ± 0,0081

Часть 3

Результат взвешивания тела в воздухе с креплением

1

2

3

4

, г

249,36

249,4

249,45

249,35

Результат взвешивания тела в жидкости с креплением

1

2

3

4

, г

217,44

217,63

217,53

217,51

Результат взвешивания крепежа в воздухе

1

2

3

4

, г

0,15

0,14

0,15

0,14

Результат взвешивания крепежа в жидкости

1

2

3

4

, г

0,03

0,04

0,04

0,04

Объём тела

1

2

3

4

Vт3,

31,8

31,67

31,81

31,74

Масса тела

1

2

3

4

M3, г

249,21

249,26

249,3

249,21

V3=31,755

0,0646

M3 = 249,245 г.

0,0436 г.

= 7,8490

0,0160

т3 = 7,8490 ± 0,0160

Вывод: По результатам 3 различных опытов была определена плотность металлического параллелепипеда.

В первом она составила: т1=7,7887 0,0239;

Во втором: т2=7,8574 ± 0,0081;

В третьем: т3 = 7,8490 ± 0,0160;

Среднее значение плотности ~ 7,85 соответствует плотности стали.

Наименьшая погрешность ± 0,0081 была получена во втором опыте, а наибольшая в первом 0,0239

В первом опыте погрешность возникла из-за неточности штангенциркуля и нескольких измерений массы тела с помощью весов.

Во втором опыте погрешность возникла из-за сил поверхностного натяжения, которые вызывали на поверхности жидкости образование мениска и образование капель при переливании жидкости (при увеличении размеров тела погрешность вызываемая поверхностным натяжением воды будет уменьшаться).

В третьем опыте главным источником погрешностей были многократные взвешивание тела в воздухе и в воде (погрешность можно уменьшить увеличив количество измерений).

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой