Цели и задачи изучения дисциплины "Физические основы измерений". Структура дисциплины, страница 7

Студент выбирает необходимые значения из табл.1. Значения m₁ и m₂выбираются по предпоследней цифре шифра, а значение r_Ж выбирается по последней цифре шифра.

Указание

Согласно условию равновесия при взвешивании для первого и второго этапов следует, что

m₁g = r_ТVg;

m₂ g = r_ТVg ‑ r_ЖVg,

где g = ускорение свободного падения, V – объем взвешиваемого тела.

Тогда аналитическое выражение, отражающее взаимосвязь между r_Т, r_Ж, m₁, m₂ может быть представлено в виде:

r_Т = m₁r_Ж /(m₁ – m₂).

                                                                                                                Т а б л и ц а 1

Значения параметров	Вариант
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	Предпоследняя цифра шифра
m1, кг	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
m2, кг	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	Последняя цифра шифра
rЖ×103, кг/м3	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9

Неопределенность, остающуюся после выполнения измерения, считать пренебрежимо малой.

При применении рассмотренного способа определения плотности твердого тела используется закон, объясняющий уменьшение веса тела при погружении его в жидкость.

Для определения объема тела неправильной формы используются оба условия равновесия, приведенные выше. Вывод аналитического выражения и описание процедуры выполнения измерений производится с учетом исключения необходимости знать значение r_Т.

Задание 2

Производится определение массы тела m на рычажных весах (рис.3). Весы приводятся в состояние равновесия путем подбора гирь, масса m_o которых известна. Весы равноплечие, т.е. l₁= l₂.

Необходимо:

-  определить значение аддитивной поправки Q_А, связанной с наличием аэростатических сил, если известен объем V взвешиваемого тела и объем V_o эталонных гирь;

-  на примере задания 1 и задания 2 определить, какой один и тот же физический эффект в одном случае позволяет решить поставленную задачу, а в другом случае служит в качестве возмущающего воздействия (вариант А). Привести еще один пример, когда один и тот же физический эффект позволяет в одном случае получить необходимую измерительную информацию, а в другом служит источником дезинформирующего воздействия (вариант Б).

Значение V студент выбирает из табл.2 по предпоследней цифре шифра, а значение V_o ‑ по последней цифре шифра. Плотность воздуха r_В принять равной 1,3 кг/м³.

 

Рис.3. Определение массы тела на равноплечих рычажных весах

                                                                                                               Т а б л и ц а 2

Значения параметров	Вариант
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	Предпоследняя цифра шифра
V, дм3	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
	Последняя цифра шифра
Vo, см3	100	110	120	130	140	150	160	170	180	190

Указание

При взвешивании в воздухе груза с использованием гирь его уравновешивающих и выполнении условия l₁= l₂, уравнение равновесия с учетом действия аэростатических сил, зависящих от плотности воздуха, имеет следующий вид:

mg ‑ r_BVg = m_og ‑ r_BV_og,

где g = ускорение свободного падения.

Из этого уравнения следует, что масса тела при равновесии весов отличается от массы гирь на величину поправки Q_А .

m = m_o + Q_А ;

Q_А=r_B(V – V_o).

При ответе на вторую часть задания 2 следует заполнить таблицу по форме 1.

                                                                                                                          Форма 1

Вариант	Краткое определение (формулировка) физического эффекта (закона)	Когда физический эффект является источником возмущающего (дезинформирующего) воздействия	Когда физический эффект используется для получения измерительной информации
А
Б

При ответе на вариант Б в графе “Когда физический эффект является источником возмущающего (дезинформирующего) воздействия” следует указать один из возможных способов уменьшения дезинформирующего воздействия (введение поправки, использование метода замещения и т.д.).

Задание 3

Написать реферат по одному из разделов (вопросов) программы. Перечень тем, предлагаемых для выполнения задания 3, приведен ниже. Темы разбиты на две группы I и II. Студенты, имеющие четную последнюю цифру шифра, выбирают темы рефератов из группы I. Студенты, имеющие нечетную последнюю цифру шифра, выбирают темы рефератов из группы II. Тема реферата внутри группы выбирается по предпоследней цифре шифра. Например, двум последним цифрам шифра 81 соответствует тема “Использование закона Архимеда в измерительной технике”; а двум последним цифрам шифра 74 соответствует тема “Системы единиц физических величин и их эволюция”.