Файл: Практикум (оудістемелік нсаулы) Шымкент 2018.docx

Қысқаша теориялық мағлұмат

1. Сызықты нониустың теориясы. Штангенциркуль.

Сызықтық жӘне бұрыштық шамаларды өлшеу үшін Әртүрлі өлшеуіш қондырғылар мен құрал жабдықтар қолданылады. Солардың ішіндегі ең қарапайымдары: штанегенциркуль микроскоп, микрометр, бұрыш өлшеуіш т.б.

¦зындықты масштабты сызғыш арқылы өлшейді. Мұндай сызғыштың ең кіші бөлігінің шамасын бір бөліктің құны деп атайды жӘне ол көпшілік жағдайда 1 мм-ге тең (1-сурет).

1-сурет

Егер үлгі денесінің ұзындығын миллиметрдің үлесіне дейінгі дӘлдікпен өлшеу қажет болса, онда мұндай жағдайда өлшеуіш құралдың қосымша шкаласы –нониусты пайдалану қажет. Сызықты шамаларды өлшеуге арналған нониус – сызықты, ал бұрыштық шамаларды өлшейтін нониус – бұрыштық деп аталады.

Сызықты нониус кішігірім (С) сызғышы түрінде жасалған, осы сызғыштың шкаласы m бөліктен тұрады, ал оның жалпы саны масштабты (А) сызғышының (m-1) бөлігіне тең. (С) нониус (А) сызғыштың бойымен Әрлі-берлі жылжи алады (1-сурет). Егер а -нониустың бөлік құны, в-масштабты сызғыштың бөлік құны, m–нониустегі бөліктер саны болса, онда в/m -қатынасы нонуистың дӘлдігі деп аталады.

Көптеген жағдайда нониустың дӘлдігі 1/10 мм, бұл жағдайда в=1, m=10 деп алынады.

Егер к –масшатбты сызғыштың бөліктерінің мм-алынған бүтін саны болса, онда өлшеген ұзындығымыз мына формуламен есептелінеді:

(3)

ал егер b=1 мм, m=10 бөлік болса онда (1) формула мына түрге келеді:

(4)

Сонымен қарастылып отырған қатты дененің ұзындығы масштабты сызғыштың к мм –мен алынған бүтін санына жӘне n санының оннан бір бөлігіне тӘуелді болады екен. Мұндағы n нониустың көрсетуі, яғни негізгі шкалаға дӘлме-дӘл келген нониус сызығын табамыз да, нониустан көрсеткен сызықты аламыз.

Егер m- нониустегі бөліктер саны 20-ға немесе 100-ге тең болса, онда (2) формула мына түрге келеді.

егер m=100 болса, онда

-ге тең болады.

Сызықты нониус штангенциркуль деп аталатын құралда қоданылады. Бұл штангенциркульдің жалпы түрі төмендегі 2-суретте көрсетілген.

2-сурет

2. Микрометрлік бұранда. Микрометр

Микрометрлік бұранда дӘл өлшеуіш құралдарда (миктрометр, микроскоп ) қолданылады жӘне ол миллиметрдің жүздік үлесіне дейінгі дӘлдікпен өлшей алады. Микрометр (төмендегі 3-суреттерге қара ) В скобадан жӘне А микрометрлік бұрандадан тұрады. Скобада Е тірегі орналасқан. Микрометрлік бұрандаға С цилиндрі (барабан) орналасқан, оның бөліктері шеңбер тӘрізді түрде көрінеді

3-сурет
Микрометрлік бұранданы айналдырған кезде барабан сызықты шкала бойымен жылжиды, ал шкала Д стеблінде орналасқан. А микрометрлік бұранда 1 мм – ге жылжуы үшін С барабанымен толық екі айналым жасау қажет. Олай болса, микрометрлік бұранданың қадамы в = 0,5 мм. Мұндай микрометрлердің С барабанына 50 бөліктен тұратын шкала орналасқан. Бұранданың қадамы

в = 0,5 мм болса, ал барабандағы бөліктердің жалпы саны m=50 десек, онда микрометрдің дӘлдігі b/m= 0,5/50=1/100=0,01 мм.

Микрометрмен өлшеу жүргізу үшін денені Е тірекпен А микрометрлік бұранда арасына орналастырады да ( 3-суретте ) М ұшы арқылы А микрометрлік бұранданы дене толық қысылғанша бұрайды. Осыдан соң қысылған дененің қалыңдығын, диаметрін немесе ұзындығын төмендегі формула бойынша есептеп табады:

(5)
мұндағы к негізгі шкаланың ең кіші бөліктерінің саны немесе шкаланың ең кіші бөлігінің құны ( ол көбіне 1 мм-ге тең), ал m – барабандағы барлық бөліктердің жалпы саны, n – Д стебліндегі негізгі шкала осімен сӘйкес келетін барабан бөлігінің көрсеткен нөмері.

Ал ұсынылып отырған жұмыста қолданылатын микрометр үшін

в = 0,5 мм,m=50, онда (5) формула келесі түрге келеді:

(6)

Сонда біз микрометрмен өлшеу жүргізген кезде осы соңғы (6) қорытынды формуланы пайдаланамыз.
Жұмыстың орындалу реті

Тапсырмалар мен өлшеулер.

Бiрiншi тапсырма: сымның диаметрiн микрометрдiң көмегiмен өлшеу жӘне өлшеу қателiгiн анықтау.

Микрометрдiң көмегiмен сымның диаметрiн 5-9 рет өлшеңiздер.
Өлшеудiң қателiктерiн есептеңiздер, өлшеу нӘтижесiн 1-кестеге түсiрiңiздер.
Есептеулердi микрокалькулятормен немесе ЭЕМ-да жүргiзуге болады.
Өлшеп алынған к мен n-нің мӘндерін (6) өрнекке қойып есептейміз.

№	к	n	L	DL_i	DL/L×100%	L_шын
1 2 3 4
Орта МӘнi

1-кесте
Екiншi тапсырма: Дұрыс формалы денелердiң көлемiн анықтау.(цилиндрдің немесе параллелипедтің көлемі)

Штангенциркульмен берiлген дененiң сызықтық өлшемдерiн (диаметрiн, биiктiгiн немесе биiктiк енiн, қалыңдығын) 5-7 рет өлшеңiздер. Цилиндрдiң көлемiн анықтау үшiн диаметрi мен биiктiгiн өлшеп 2 және 3 кестеге жазу керек.
Тiкелей өлшеулердiң қателiгiн анықтау керек.
Цилиндрдің көлемiнiң қателiгiн анықтау үшiн (2) формулаларға салу керек.
Осы алынған мӘндердің (яғни биіктік пен диаметрдің ) орташа мӘндері арқылы V мен ΔV-ны есептеп, салыстырмасы қателігін табу керек
V мен ΔV-ны есептеу үшін (2) формуланы қолдану қажет
Есептеулердi калькулятормен немесе ЭЕМ-де жүргiзiңiздер.

Цилиндрдiң биiктiгi үшiн:

№	к	n	h	Dh	Dh/h×100%	h_шын
1 2 3 4
Орта МӘнi

2-кесте
Цилиндрдiң диаметрi үшiн:

№	к	n	D	Dd	Dd/d×100%	d_шын
1 2 3
Орта МӘнi

3-кесте
Стьюдент коэффициентi

N a	0,9	0,95	0,96	0,99	0,999
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12	2,9 2,4 2,1 2,0 1,9 1,9 1,8 1,8 1,8 1,8	4,3 3,2 2,8 2,6 2,4 2,4 2,3 2,3 2,2 2,2	7,0 4,5 3,7 3,4 3,1 3,0 2,9 2,8 2,8 2,7	9,9 5,8 4,6 4,0 3,7 3,5 3,4 3,3 3,2 3,1	31,6 12,9 8,6 6,9 6,0 5,4 5,0 4,8 4,6 4,5

Б а қ ы л а у с ұ р а қ т а р ы.

Штангенциркульдiң, микрометрдiң құрылысы қандай, олармен қалай өлшенедi?
Нониус ұғымы, шкаланың бөлік құны?
Стьюдент коэффициентінің мағнасы не ?
Жүйелiк ,кездейсоқ ,дөрекi қателердің пайда болу себептері ?
Өлшеулердiң қандай түрлерi бар, бiр-бiрiнен айырмашылығы қандай?
Абсолют жӘне салысытрмалы қате деген не?
Орташа квадраттық қате дегенiмiз не?

Ә д е б и е т т е р.

1. Н.Н.Майсова. Практикум по курсу общей физики. Москва.: “Высшая школа” ,1970

2. Л.Л. Гольдина. Руководство к лабораторным занятиям по физике. М.: Наука,1973

3. Физический практикум. Механика и молекулярная физика(под ред. В.И.Ивероновой.-М.: Наука,1967.

4. Л.П.Китаева. Рекомендации по оценке погрешностей измерений в физическом практикуме, Томск,1983.

5. Тлеубергенова Г.А, Оразалиева Б.Н. Брузгин Н.М. Практикум по курсу общей физики.
N2 зертханалық жұмыс

Максвелл маятнигiнiң көмегiмен қатты цилиндрдiң

инерция моментiн тәжiрибе жүзiнде анықтау
Жұмыстың мақсаты: Қатты цилиндрдiң симметрия осiне қатысты инерция моментiн Максвелл маятнигiнiң көмегiмен тәжiрибеде анықтау.

Қажетті құрал-жабдықтар : Максвелл маятнигі, Әртүрлі массалы сақиналар штангенциркуль немесе микрометр.

Қысқаша теориялық мағлұмат