KORRAPÄRASE KUJUGA KATSEKEHA TIHEDUSE MÄÄRAMINE (0)

Füüsika laboratoorne töö
KORRAPÄRASE KUJUGA KATSEKEHA TIHEDUSE MÄÄRAMINE
Laboratoorne töö nr. 1
Õpperühm: ET/11 A
Üliõpilased: Aimar Tamme, Vlad Romanjuk, Madis Metsala ja Sander Tähismaa
Tallinn 2017
1) Tööülesanne
Tutvumine elektroonilise kaaluga. Katsekeha mōōtmete mōōtmine nihiku abil. Katsekeha ruumala ja tiheduse arvutamine.
2) Töövahendid
Elektrooniline kaal, nihikud, mōōdetavad esemed.
3) Töö teoreetilised alused
Mõõtmine nihikuga
Nihik on seade mis võimaldab mõõta pikkust, läbimõõtu ning sügavust. Mõõteharud võimaldavad mõõta ka siseläbimõõtu. Aukude sügavuse mõõtmiseks on liikuv haru varustatud ka vardaga. Mõõtmiseks asetatakse katsekeha, vastavalt soovitud mõõdule, mõõtotsikute vahele. Otsikud lükatakse tihedalt vastu katsekeha ning loetakse näit.

• Digitaalsete nihikute puhul saab näidu lugeda otse ekraanilt.
  
• Nooniusega varustatud nihikuga mõõtmisel määratakse kõigepealt põhiskaalalt number (mm-tes), milleks on viimane kriips põhiskaalal, mille on ületanud nooniuse 0-kriips. Seejärel leitakse, mitmes nooniuse kriips ühtib täpselt mõne põhiskaala kriipsuga. See arv korrutatakse nooniuse (nihiku) täpsusega ja liidetakse juurde põhiskaalalt saadud numbrile. See ongi lõplik lugem ehk mõõt. Nihiku nooniuse täpsus on tavaliselt 0,1 mm või 0,05 mm.
  

Tutvumine tehniliste kaaludega
Tehnilised kaalud on määratud hinnaliste materjalide vōi analüüsiks määratud materjalide kaalumiseks .Oma konstruktsioonilt on nad vōrdōlgsed kangkaalud.Kaalumisel tuleb silmaspidada,et koormisi vōime lisada vōi ära vōtta vaid arreteeritud kaaludel.Arreteerimine toimub kaalude keskel asuvast vastavast kruvist.Võime ka kasutada elektromehaanilisi vōi elektroonseid kaalusid,mille täpsused on kōrged.
Katsekeha tiheduse saame arvutada kasutades valemit: D = ,
kus D – katsekeha materjali tihedus (kg/m³)
m – katsekeha mass (kg)
V – katsekeha ruumala (m³)
Torukujulise katsekeha ruumala arvutasime kui välisdiameetriga silindri ja sisediameetriga tühimikusilindri ruumalade vahe.
4) Töö käik koos näidisarvutustega
1) Kõik mõõtmiste käigus saadud tulemused kandsime tabelisse 1. Tegime uuritavate katsekehade eskiisjoonised koos mõõdetavate suuruste tähistega (a, b, c) tabelisse 1.
2) Mõõtsime kehade metalliosade ruumalade arvutamiseks vajalikud mõõtmed ja kandsime need mõõtmed tabelisse 1.
3) Arvutasime välja metallkehade ruumalad vastavalt nende kehade ruumala valemiga. Kehadega nr. 1-5 oli vaja leida raadius, et arvutada välja ruumala. Raadiuse leidmiseks jagasime mõõdetud keha diameetri kahega. Teisendasime kehade mõõtmed millimeetritest meetritesse.
Keha nr.1
Ruumala leidmiseks oli vaja leida nii tühja augu ruumala, kui ka keha täis ruumala ja seejärel arvutada nende vahe.
V1,2
V1
(m)3
V2
(m)3
V = V1 – V2
V = -
= 7,5910-6 (m)3
Keha nr.2
V
V
= 1,0710-5
Keha nr.3
V1,2
V1
(m)3
V2
(m)3
V = V1 – V2
V = -
= 7,57810-5 (m)3
Keha nr.4
V
V
= 1,0810-5 (m)3
Keha nr.5
V =
V =
= 7,78 10-6 (m)3
Keha nr.6
V = abc
V = 0,02456
0,03968
0,00798 = 8,06
10-6 (m)3
4) Kaalusime uuritavad katsekehad elektroonsel kaalul. Järgmistel arvutustel teisendasime grammid kilogrammideks.
5) Arvutasime katsekeha tiheduse 𝐷=, valemi järgi.
Keha nr.1
𝐷=
= 8,386103 (kg/m³)
Keha nr.2
𝐷=
= 8,915103 (kg/m³)
Keha nr.3
𝐷=
= 2,765103 (kg/m³)
Keha nr.4
𝐷=
= 2,78103 (kg/m³)
Keha nr.5
𝐷=
= 7,8103 (kg/m³)
Keha nr.6
𝐷=
= 7,78103 (kg/m³)
Tabel 1
Rühma katse
Nr
Katsekeha joonis/foto
a, mm
b, mm
c, mm
V, mm³
m, g
D, kg/m³
1.
Messing
23,81
14,31
26,8
7,5910-6
63,65
8,386103
2.
Vask
15,85
54,30
1,0710-5
95,40
8,915103
3.
Alumiinium
56,13
12,44
6,01
7,57810-5
39,11
2,765103
4.
aluminiium
21,10
30,92
1,0810-5
30,08
2,78103
5.
teras
24,58
7,7810-6
60,67
7,8103
6.
teras
25,46
39,68
7,98
8,0610-6
62,75
7,78103
6) Võrdlesime leitud tihedusi antud katsekeha materjalidega kirjanduses toodutega. Võrdlused tõime välja tabel 2-s.
Tabel 2
Tiheduste võrdlus
Materjal
Tihedus raamatust
D, kg/m³
Katse nr materjali kohta
Meie leitud tihedus
D, kg/m³
Raamatu tiheduse ja meie leitud tiheduse vahe erinevus,kg/m³
Raamatu tiheduse ja meie leitud tiheduse protsendiline erinevus, %
Alumiinium
2,7 103
3
2,765103
0,065
2,41
4
2,78103
0,08
2,96
Messing
8,5 103
1
8,386103
0,114
1,341
Vask
8,9 103
2
8,915103
0,015
0,17
Teras
7,9 103
5
7,8103
0,1
1,27
6
7,78103
0,12
1,52
7) Järeldus
Materjali protsendiline tiheduse erinevus raamatust, võrreldes meie leitud tihedusega oli:
Katse nr.1 erinevuseks saime : 1,341%
Katse nr.2 erinevuseks saime: 0,17%
Katse nr.3 erinevuseks saime: 2,41%
Katse nr.4 erinevuseks saime: 2,96%
Katse nr.5 erinevuseks saime: 1,27%
Katse nr.6 erinevuseks saime: 1,52%
Tabelist 2 järeldasime seda, et % viga tekkis tehete ümardamise käigus ja tihedus sõltub ainult materjalist.