Файл: Учебнометодическое пособие для направлений подготовки 44. 03. 01 Педагогическое образование и 44. 03. 05 Педагогическое образование (с двумя профилями подготовки).docx

3 перемещаются вправо или влево вдоль трубки 2 также на d мм. Следовательно, расстояние между концом стержня 4 и упором 5 можно отсчитать по положению гильзы 3. На самой гильзе нанесены деления (боковая шкала), дающие возможность оценить, на какое расстояние отошла гильза 3 от ближайшего к ней слева деления масштаба на трубке 2. Если на гильзу нанесено n делений, то при повороте гильзы на одно деление сама гильза перемещается поступательно вдоль трубки 2 на

.

Прежде чем пользоваться микрометром, нужно проверить правильность его установки. Для этого поворачивают гильзу 3 до тех пор, пока стержень 4 не коснется упора 5. (Внимание. Завинчивание следует производить, пользуясь головкой 6, поворачивающейся с некоторым трением, что исключает возможность сильного нажима на измеряемый предмет, а также обеспечивает постоянный нажим при измерении.) Если конец стержня 4 касается вплотную упора 5, то в случае правильной установки измерительного инструмента край гильзы 3 должен точно совпадать с нулевым делением масштаба, а нулевое деление боковой шкалы гильзы 3 должно точно совпадать с продольной разделительной чертой на трубке 2.

После проверки правильности установки микрометра следует:

а) определить шаг винта, то есть расстояние, на которое перемещается винт и гильза 3 вдоль трубки 2 за один полный оборот;

б) рассчитать по формуле

на какую долю миллиметра передвинется гильза 3 при повороте на одно деление, то есть определить цену одного деления боковой шкалы, и приступить к измерениям.

Для определения длины тела следует поместить его между упором 5 и стержнем 4 и вращать гильзу 3 при помощи головки 6 до тех пор, пока измеряемое тело не будет зафиксировано. После этого:

а) отсчитать число целых делений масштаба на трубке 2 от нулевого деления до гильзы 3;

б) отсчитать число делений, на которое повернулась гильза 3, то есть определить какое (по счету) деление боковой шкалы совпадает с продольной разделительной чертой;

в) зная цену деления боковой шкалы гильзы 3, подсчитать, на какую долю миллиметра отодвинута гильза

3 от ближайшего левого деления масштаба на трубке 2;

д) складывая целое число миллиметров (определили в пункте а)) и долю миллиметра (определили в пункте в)) определяют искомый размер.

Технические весы. Весы предназначены для измерения массы тела с достаточно высокой степенью точности.

Описание. Весы состоят (рис. 5) из равноплечного рычага 1, называемого коромыслом. Опорой коромыслу служит ребро стальной призмы 2, вставленной в середину коромысла перпендикулярно его плоскости. Ребро призмы способно опираться (если весы находятся в рабочем положении) на пластину 3, укрепленную наверху колонны 4, которая в свою очередь крепится к основанию весов 5.

(Центр тяжести системы, включающей в себя коромысло, подвесы, чашечки, стрелку, лежит ниже ребра призмы 2, таким образом, данная система находится в положении устойчивого равновесия.)

В основании весов имеются ножки 6 – две подвижные (вращающиеся) и одна неподвижная, предназначенные для установки весов в горизонтальной плоскости. Также в основании весов 5 имеется поворотный рычаг 7 называемый арретиром. Он служит: 1) для введения весов в рабочее положение (при повороте рычага арретира вправо пластина 3 надавливая на ребро призмы 2, приподнимает коромысло 1, что позволяет ему свободно качаться относительно горизонтальной оси проходящей через ребро призмы 2 – это рабочее положение весов); 2) выведения из него (при повороте рычага арретира влево – коромысло 1 ложится на подставки 8 колонны 4 – это нерабочее положение весов).

На равных расстояниях от опорного ребра стальной призмы 2 закреплены добавочные призмы 9, предназначенные для подвеса чашечек весов 10.

Внимание. Если весы не находятся непосредственно в работе, их необходимо вывести из рабочего состояния; призмы при этом освобождаются от давления и таким образом от преждевременного изнашивания.

Настройка весов. Перед тем как приступить непосредственно к измерению массы тела, весы необходимо настроить. Для этого нужно:

а) установить (основание весов 5) весы в горизонтальную плоскость – вращением ножек 6 добиться точного совпадения вершин конусов отвеса 11;

б) с помощью арретира 7 привести весы в рабочее положение и вращением корректоров

12 добиться равенства

моментов сил действующих на оба плеча коромысла 1, при этом стрелка должна указывать на нулевое деление шкалы;

в) вывести весы из рабочего положения.

Правила взвешивания. К весам прилагается набор гирь (разновесков). Для того, чтобы не расстроить и не испортить весы, а также получить возможно более точные результаты взвешивания, необходимо:

помещать взвешиваемое тело, а также разновески только при арретированных весах (то есть весы должны быть в нерабочем положении);
разновески (рекомендуется) брать из футляра и помещать на чашечки весов пинцетом;
тело и разновески помещать на чашечки так, чтобы их центры тяжести по возможности совпадали с центрами чашечек;
тело (рекомендуется) класть на левую чашечку, а разновески на правую;
останавливать качание чашечек весов нужно очень осторожно (лучше всего листиком бумаги);
после окончания взвешивания с чашечек необходимо убрать тело и разновески, а весы арретировать (то есть весы должны быть в нерабочем положении).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ВЕЩЕСТВА

Введение

Плотность вещества характеризуется его массой, заключенной в единице объема.

Зависимость между плотностью вещества , его массой m и объемом V выражается формулой:

При определении плотности твердого тела следует учитывать его тепловое расширение. Как известно, зависимость плотности тела от температуры определяется следующей формулой:

Если

– плотность вещества при , то получим:

где

– плотность тела при некоторой температуре t, t – температура тела,  – коэффициент объемного расширения вещества. (Для твердых тел

, где  – коэффициент линейного расширения вещества.)

Приближенно плотность тела можно определить следующим образом.

Так как плотность определяется по формуле:

, (1)

где m – масса тела, а V – его объем, то, определив массу и объем тела, возможно найти значение плотности . Массу тела можно определить путем взвешивания на технических весах, а объем тела правильной геометрической формы можно определить измерением его линейных размеров.

Если тело имеет форму параллелепипеда, то его объем вычисляется по формуле:

,

где a, b, c – длины ребер параллелепипеда.

Если же тело имеет форму цилиндра, то его объем вычисляется следующим образом:

,

где d – диаметр цилиндра, h – высота цилиндра.

Порядок выполнения работы

Внимание. Прежде чем приступить к измерениям, необходимо научиться пользоваться измерительными инструментами: штангенциркулем, микрометром, техническими весами (смотрите соответствующие инструкции для пользования).

Задание № 1. Определение плотности тела, имеющего форму параллелепипеда.

Определить массу тела на технических весах с точностью до 10 мг.
Измерить длину, ширину и высоту параллелепипеда. (Самостоятельно определить точность нониусов и выявить систематические ошибки используемых Вами измерительных инструментов; если таковые существуют – учитывать их при измерении.)
По формуле (1) рассчитать плотность тела.

Задание № 2. Определение плотности тела, имеющего форму цилиндра.

Определить массу тела на технических весах с точностью до 10 мг.
Измерить высоту и диаметр цилиндра. (Самостоятельно определить точность нониусов и выявить систематические ошибки используемых Вами измерительных инструментов; если таковые существуют – учитывать их при измерении.)
По формуле (1) рассчитать плотность тела.

Примечание. Все измерения провести по три раза с каждым телом, а результаты измерений занести в таблицы. По результатам работы сделать подробный вывод.

Таблица 1 (параллелепипед)