Ministerul Educatiei al Republicii Moldova

Universitatea de Stat din Moldova

Facultatea de Fizicăsi Inginerie

Catedra: Fizică Aplicată şi Informatică

Cursul: Fizica generală I

Lucrare de laborator Nr. 1

Tema: “Determinarea densității corplui de o formă geometrică regulată”

Chișinău 2015

Lucrarea efectuată de studentul grupei 1.2 T.I anul I:

Bunduchi Andrei

Controlat de conf. univer. :

Nicorici Valentina

Note teoretice

Scopul lucrarii:

- de a face cunostinta cu aparetele si corpul de lucru - de a determina densitatea corpului, de a calcula şi erorile de masura- de a trece toate datele in tabel- de a ne forma deprinderi de lucru cu instrumentele de masura

Aparate si accesorii:

- Sublerul - corp- balanţa

Note teoretice:

Densitatea este o mărime fizică caracteristică substanţei din care este alcătuit corpul şi se defineşte ca raportul dintre masa corpului (m) şi volumul corpului (V): ρ = m/V

. (1)

Unitatea de măsură a densităţii în S.I. este kg/m³. Se utilizează şi unitatea 1 g/cm³ = 1000 kg/m³.

În lucrare se va lua masa corpului determinată, volumul corpului (paralelipiped) determinat în punctul.şi folosind formula (1)se va calcula densitatea.

Balanta farmaceutica

La balanta farmaceutica se efectueaza cântariri cu siguranta de 10-2g. Balanta farmaceutica este compusa dintr-o pârghie cu brate egale, montata pe un picior central. La extremitatile pârghiei sunt montate talerele balantei. De pârghie este fixat rigid un ac indicator care arata devierile balantei. Dupa 818h78i verificarea echilibrului balantei, obiectul de cântarit se aseaza pe talerul stâng, iar pe cel drept se adauga masele etalonate cu ajutorul unei pensete, pâna când se restabileste echilibrul. Masa obiectului este data de suma maselor etalonate aflate pe talerul drept. Balanta farmaceutica este prevazuta cu o cutie cu mase etalonate cu multiplii si submultiplii gramului. Obiectele si substantele de cântarit, precum si masele etalonate se manipuleaza numai când aceasta este închisa. Deschiderea si închiderea balantei se face cu grija. Dupa fiecare cântarire se verifica echilibrul balantei. Nu se cântaresc obiecte sau substante calde.

                                              

Sublerul

In general la strung, piesele se masoara cu sublerul si cu micrometrul. In acelasi scop foloseste, din ce in ce mai rar, compasul. Cu sublerul precizia de masurare poate ajunge pana la 0,02 mm iar cu micrometrul

pana la 0,01mm. Sublerul este instrumentul de masura cel mai des folosit de strungari. El este alcatuit dintr-o rigla, gradata in milimetri, in lungul careia se poate deplasa cursorul. Atât rigla cat si cursorul au cate un cioc. Ciocul fix este solidar cu rigla, iar ciocul mobil este solidar cu cursorul. Cursorul are si o fereastra, unde se afla vernierul, pe care se citeste distanta dintre suprafetele de masurare ale ciocurilor. Cursorul poate fi fixat pe rigla cu ajutorul surubului. Sublerele obisnuite folosesc vernierul zecimal, cu ajutorul caruia se pot citii dimensiuni cu precizie de 0,1 mm. La acest vernier distanta dintre doua repere alaturate este de 0,9 mm, adica cu 0,1 mm mai mica decât distanta dintre doua repere alaturate de pe rigla. Aducându-se ciocurile unul lânga celalalt, reperul 0 (zero), al vernierului va coincide cu reperul 0 (zero) al riglei. In acest caz, vor mai coincide reperul 10 al vernierului cu reperul 9 al riglei. Alte repere ale vernierului nu vor mai coincide cu nici un reper al riglei. Aceasta situatie se va repeta de cate ori reperul 0 (zero) al vernierului va coincide cu un alt reper oarecare al riglei. Cu sublerul de adâncime se masoara distantele dintre pragurile axelor, precum si adâncimea gaurilor. El se compune din rigla gradata, cursor, vernier, si surubul de fixare. Cursorul este construit cu doua talpi de sprijin. Rigla si vernierul sublerului de adâncime sunt gradate la fel ca rigla si vernierul sublerelor obisnuite când capatul riglei este la acelasi nivel cu suprafata talpilor de sprijin, vernierul indica cota 0 (zero). Masurarea adâncimii unei gauri precum si masurarea lungimii unui prag se fac cu ajutorul sublerului de adâncime. Se tin apasate talpile pe suprafata de sprijin astfel încât cursorul sa nu miste. Se deplaseaza rigla de pana la fundul gaurii. Se fixeaza rigla in acea cu surubul dupa care se face citirea cotei masurate. La strung, masuratorile de precizie se fac cu micrometrul. Precizia de masurare a micrometrelor obisnuite este de +- 0,01 mm. Micrometrul este alcatuit dint-o potcoava care are la un capat o nicovala fixa. La celalalt capat al potcoavei se afla fixata bucsa cilindrica filetata in interior. In filetul bucsei cilindrice se însurubeaza, prin intermediul rozetei capatul filetat al rijei. Tija este solidara cu tamburul si se însurubeaza in bucsa cilindrica, iar capatul celalalt al ei se apropie sau se departeaza de nicovala. Piesa de masurat se introduce suprafetele de masurare ale micrometrului: suprafata frontala a nicovalei si cea a tijei. Pentru ca piesa sa nu fie strânsa prea tare intre suprafetele de masurare, tamburul se roteste prin intermediul unui dispozitiv de protectie poate cu clinchet. Când cele doua suprafete de masurare au atins piesa, rozeta dispozitivului de protectie poate fi rotita oricât, ea nu mai antreneaza tija. Pe o generatoare a bucsei cilindrice este trasata o linie, iar sub aceasta linie si deasupra ei se afla cate un rând de diviziuni. Diviziunile de sub linie reprezint milimetri întregi, iar cele de deasupra jumatati de milimetri. Partea conica a tamburului este divizata in 50 de parti. Când suprafetele de masurare sunt in contact una cu cealalta, tamburul gradat este in pozitia 0 (zero), acoperind toate diviziunile bucsei cilindrice, afara de reperul o (zero) al ei, iar reperul 0 (zero) al tamburului se afla in dreptul liniei longitudinale.

Pasul filetului tijei este de 0,5 mm deci la o rotatie tija avanseaza cu 0,5 mm; deoarece partea conica a tamburului este divizata in 50 de parti egale, înseamna ca, rotindu-se tamburul cu o diviziune, tija va avansa cu , adica cu o sutime de milimetru.

Micrometrele de filet au o constructe cu totul asemanatoare micrometrului obisnuit, având insa in plus doua vârfuri: unul prismatic si unul conic. Vârful prismatic se introduce in nicovala micrometrului si are profilul corespunzator profilului teoretic al spirei filetului controlat in sectiunea axiala. Vârful conic se introduce in tija surubului micrometric si are forma corespunzatoare golului filetului. Vârfurile se înlocuiesc in functie de pasul filetului controlat. Ele au cozi care se sprijina in locurile de

asamblare pe bile calite, pentru a avea posibilitatea sa se roteasca in jurul axei si sa se regleze dupa unghiul de panta al filetului.

Modul de lucru: Se masoara de 5 ori L, l si h a corpului și se citareste o data corpul; rezultatele se trec in tabelul(1), apoi se calculează V, si erorile de masura.

Desfasurarea lucrarii:

Masuram lungimea paralelipipedului de 5 ori, rezultatele sunt afișate în tabel.

Aflam Lmed după formula mediei aritmetice:

Calculam ∆L în felul următor:

Lmed- L1=∆L1, la fel procedăm și cu celelante mărimi obținute.

Masuram inaltimea paralelipipedului de 5 ori.

Aflam hmed prin aceeași metodă care am descries-o mai sus.

Calculam ∆h după aceeași metodă și vizualizăm rezultatele în tabelul (1)

Masuram latimea paralelipipedului de 5 ori și aflam lmed exact ca mai sus după care analog calculăm și ∆l.

Calculăm volumul după formula:

V=L*h*l Cîntărim corpul o dată și calculăm ∆ m conform tabelului (2).

După ce am obținut volumul și masa putem calcula densitatea în felul următor:

ρ = mv

Calculam eroarea relativă de masura a densitatii după formula:

∆ ρρ =∆ m

m + ∆ hh + ∆ l

l + ∆ LL = ε

Epsilon este întotdeauna mai mic ca unu:

ε <1

Calculam eroarea absoluta a densitatii:

∆ ρ = ρ * ε

Calculăm eroarea absolută a densități și scrim în felul următor:

ρ± ∆ ρ= 1228,60 ± 19,63 kgm3

sau

ρ± ∆ ρ= (1,23 ± 0,19)*103 kgm3

(spre deosebire de prima variantă, aceasta este aproximată).

No. a b c ∆ a ∆ b ∆ c m ∆ m V/ m3

ρkgm3

∆ ρ ε

1. 92.2 50.25 12.00 0.11 0 0.18

2. 92.45 50.25 12.00 ǀ-0.14ǀ

0 0.18

3. 92.2 50.00 12.70 0.11 0.25 ǀ-0.52ǀ 37.5 0.075 5,65∙ 10−5

663.716

14.668

0.0221

4. 92.45 50.25 12.00 ǀ-0.14ǀ

0 0.18

5. 92.25 50.50 12.20 0.06 ǀ-0.25ǀ 0.02

Med.

92.31 50.25 12.18 0.112 0.1 0.216

amed =a1+ a2+a3+a4+ a5

5; amed =

92.2+92.45+92.2+92.45+92.255

=92.31 mm; bmed =

50.25+50.25+50.00+50.25+50.505

=50.25 mm;

cmed =12.00+12.00+12.70+12.00+12.20

5=12.18 mm;

∆ a1 =amed−a1=¿92.31-92.2=0.11mm ∆ a2=amed−a2=¿ 92.31-92.45=ǀ-0.14ǀmm

∆ a3=¿¿ amed−a3=¿92.31-92.2=0.11mm ∆ a4=amed−a4=¿ 92.31-92.45=ǀ-0.14ǀmm

∆ a5=amed−a5=¿ 92.31-92.25=0.06mm ∆ amed=¿ 0.11+0.14+0.11+0.14+0.06

5=0.112mm

∆ b1=bmed−b1=¿ 50.25-50.25=0 mm ∆ b2=bmed−b2=¿50.25-50.20=0 mm

∆ b3=bmed−b3=¿ 50.25-50.00=0.25mm ∆ b4=bmed−b4=¿ 50.25-50.25=0 mm

∆ b5=bmed−b5=¿ 50.25-50.50=ǀ-0.25ǀmm ∆ bmed=0+0+0.25+0+0.25

5 =0.1mm

∆ c1=cmed−c1=¿ 12.18-12.00=0.18mm ∆ c2=cmed−c2=¿12.18-12.00=0.18mm

∆ c3=cmed−c3=¿ 12.18-12.70=ǀ-0.52ǀmm ∆ c4=cmed−c4=¿12.18-12.00=0.18mm

∆ c5=cmed−c5=¿ 12.18-12.20=0.02mm ∆ cmed=0.18+0.18+0.52+0.18+0.02

5 =0.216mm

V=a*b*c=92.31∙ 10−3*50.25∙ 10−3*12.18∙ 10−3=56497,874∙ 10−9=5,65∙ 10−5 m3

m=1+20+10+5+0.5+0.1=37.5g ∆ m=0.004+0.02+0.012+0.008+0.03+0.001=0.075g

ρ = mv=37.5 ∙10−3

5,65 ∙10−5=663.716kgm3

ε=∆ ρρ =∆ a

a + ∆ bb + ∆ c

c + ∆ mm ; ε=0.112

92.31+ 0.150.25+0.216

12.18+0.07537.5

=0.0012+0.0019+0.017+0.002=0.0221; ε=2.21%≈2%

∆ ρ = ρ∙ ε=663.716∙0.0221=14.668kgm3 ≈15

kgm3

Concluzie

Densitatea este o mărime fizică folosită pentru descrierea materialelor și definită ca masa unității de volum. Astfel, densitatea unui corp este egală cu raportul dintre masa și volumul său. Unitatea de măsură în Sistemul Internațional pentru densitate este kilogramul pe metru cub (kg/m³). Câteva exemple de densități (în sensul generalizat) sau distribuții liniare, de suprafață (superficiale) sau de volum (volumice) sunt:

1. Masa unității de lungime. Se folosește mai ales în mecanică, în capitolele dedicate deformării corpurilor și propagării oscilațiilor în diferite medii. Se mai poate aplica la țevi, tije, sârme etc., a căror dimensiune dominantă este lungimea.

2. Densitate superficială de sarcină, folosită în electricitate, în capitolele electricitații statice.

3. Distribuția energetică volumică, folosită in mecanica cuantică la studierea efectului tunel.