background image

 

Laboratorium Podstaw Fizyki 

 

Nr ćwiczenia 100A 

 

Temat ćwiczenia: WYZNACZANIE GĘSTOŚCI CIAŁ STAŁYCH 

 

Nazwisko i Imię prowadzącego kurs: Dr inż. Elżbieta Jankowska 

 

Wykonawca: 

 

Imię i Nazwisko 

nr indeksu, wydział 

Karolina Żegiestowska, 187230 

Wydział Mechaniczno-Energetyczny 

Termin zajęć: dzień tygodnia, godzina 

Piątek, 17.05 

Numer grupy ćwiczeniowej 

N00-09q 

Data oddania sprawozdania: 

 

Ocena końcowa 

 

 

Zatwierdzam wyniki pomiarów. 

Data i podpis prowadzącego zajęcia ............................................................ 

 

Adnotacje dotyczące wymaganych poprawek oraz daty otrzymania poprawionego 

sprawozdania 

background image

Ć

wiczenie 100A 

WYZNACZANIE OBJĘTOŚCI CIAŁ STAŁYCH 

 
 
 

I WSTĘP 

Celem ćwiczenia było wyznaczenie 

gęstości badanego elementu metalowego. Ćwiczenie 

polegało też na zapoznaniu się podstawowymi narzędziami służącymi do pomiaru jak suwmiarka i 

waga. 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

background image

Rysunki powyżej przedstawiają rzut poziomy i pionowy mierzonego elementu. W celu 

wyznaczenia gęstości dokonałam pomiarów średnicy i wysokości każdej części elementu, a  

następnie obliczyłam promień, objętości i średnią wartość objętości. Następnie zważyłam 

obiekt na wadze i wyznaczyłam średnią wartość masy elementu. Na końcu odliczyłam gęstość 

badanego elementu i wyznaczyłam niepewności pomiarowe. 

 
 
 

II Wyniki pomiarów 

 

h

[mm] 

r

[mm] 

  

[mm] 

ݎ

  

[mm] 

V

[mm 

3

]  ܸ

  

[mm 

3

1. 

9,15 
9,30 
9,35 

8,525 

8,45 
8,55 

 

9,27 

 

8,51 

2089,1 

2086,15 

2147,3 

 

2107,52 

2. 

24,15 
24,15 
24,00 

9,45 
9,55 
9,43 

 

24,01 

 

9,48 

6775,33 
6919,48 
6704,78 

 

6799,86 

3. 

21,40 
21,25 
21,35 

10,95 
11,03 
10,98 

 

21,43 

 

10,99 

8061,06 
8121,94 
8086,35 

 

8089,78 

4. 

3,4 
3,4 

3,35 

9,53 
9,53 

9,5 

 

3,38 

 

9,52 

970,1 
970,1 

949,82 

 

963,34 

5. 

8,5 
8,4 

8,55 

11,05 
10,98 
11,03 

 

8,48 

 

11,02 

3260,57 
3181,51 
3267,89 

 

3236,66 

6. 

2,4 

2,35 

2,4 

8,38 
8,35 
8,35 

 

2,38 

 

8,36 

529,48 
514,74 

525,7 

 

523,31 

 

 
h

i  

– wysokość badanej części i 

d

i  

– średnica badanej części i 

r

i  

– promień badanej części i 

h

i  

– wysokość badanej części i 

r

i  

– średnica badanej części i 

V

i  

– objętość badanej części i 

V

c  

– objętość całkowita elementu 

m

c  

– objętość  całkowita elementu  

ߩ

 

- gęstość całkowita elementu 

 

 

 
 

 
 

background image

III Obliczenia  

 

V

c

= V

1

 +V

2

 +V

3

 +V

4

 +V

5

 -V

V

c

=20694,46[mm

3

V

c

=2,069446 *10

-5

 [m

3

 

m

c

=62,4 [g] 

m

c

=6,24 *10

-2

 [kg] 

niepewność pomiaru masy:  

∆m

c

=0,01*10

-2

 [kg] (Podana przez prowadzącego) 

 
 

Korzystając z pomiarów V

i m

można obliczyć gęstość ρ: 

 

ߩ =

୫ୡ

୚ୡ

  

ߩ= 3015,3[kg/m

3

 
 
 

s

x

 – odchylenie standardowe 

Poniżej przykładowe obliczenie niepewności V

1

 

 

Pozostałe objętości zostały obliczone w ten sam sposób. 

 

∆V

[mm

3

34,48 

109,43 

30,58 

11,71 

47,90 

7,66 

∑ 

241,76 

(

) (

)

(

)

[

]

(

)

=

=

+

+

+

=

n

i

i

n

x

x

x

n

x

x

x

x

x

x

n

s

1

2

2

2

2

2

1

1

1

...

1

1

(

) (

) (

)

[

]

(

)

]

[

48

,

34

21

.

1189

2

42

,

2378

45

,

1582

67

,

456

3

,

339

2

1

52

,

2107

3

,

2147

52

,

2107

15

,

2086

52

,

2107

1

,

2089

1

3

1

3

2

2

2

1

mm

V

=

=

+

+

=

=

+

+

=

]

[

10

01

,

0

10

24

,

6

2

2

kg

m

c

±

=

background image

 
 
 
 

Posiadając wyniki niepewności pomiaru objętości i masy obliczyłam niepewność gęstości w 

poniższy sposób: 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

 
 
 
 

Wyniki (V

c

, m

c

, ρ) zaokrągliłam zgodnie z zapisem wyników pomiarów. 

 

Niepewności pomiarów (∆) zaokrągliłam w górę, do jednej cyfry znaczącej (chyba, że 

zaokrąglenie niepewności powodowało wzrost jej wartości o ponad 10%, wtedy zaokrągliłam 

wyniki do dwóch liczb znaczących). 

Liczbę przybliżoną (V

c

, m

c

, ρ)  zaokrągliłam do tylu miejsc po przecinku, ile występuje w 

niepewności. 

 

 
 
 

)'

ln

ln

(ln

c

V

m

=

ρ

ln

c

V

m

=

ρ

c

c

dV

V

dm

m

d

1

1

1

=

ρ

ρ

c

c

V

V

m

m

+

=

1

1

1

ρ

ρ

5

5

10

03

,

0

10

024176

,

0

=

c

V

5

5

10

07

,

2

10

06446

,

2

=

c

V

]

[

10

03

,

0

10

07

,

2

3

5

5

m

V

c

±

=

)

1

1

(

c

c

V

V

m

m

+

=

ρ

ρ

)

10

069446

,

2

10

024176

,

0

10

24

,

6

10

01

,

0

(

3

,

3015

5

5

2

2

+

=

ρ

]

[

40

06

,

40

3

m

kg

=

ρ

]

[

40

3020

3

m

kg

±

=

ρ

background image

IV Wnioski 

 

Obliczona gęstość, według tabeli ze strony 

http://fizyk.ifpk.pk.edu.pl/tabele/GesTermS.htm

 

wskazuje, że badany element został wykonany z glinu (ρ=2700 kg/m

3

), aczkolwiek obliczona 

gęstość (ρ=3020 kg/m

3

) różni się nieco od wartości z tabeli. Spowodowane jest to 

niedokładnością przyrządu mierniczego, wpływem warunków otoczenia (temperatura, 

ciśnienie), a także zawodnością ludzkich zmysłów, która powodowała błędne odczytywanie 

pomiarów z przyrządu pomiarowego. Obliczona niepewność gęstości (1,34%) mieści się w 

zakresie dopuszczalnych niepewności pomiaru.