Laboratorium Podstaw Fizyki

Nr ćwiczenia: 100

Temat ćwiczenia: Wyznaczanie gęstości ciał stałych i Podstawowe pomiary elektryczne.

Nazwisko i Imię prowadzącego kurs: Dr. Inż. Tadeusz Wiktorczyk

Wykonawca:
Imię i Nazwisko, Nr Indeksu, wydział	Piotr Wierzbicki, 195849 wydz. Elektroniki Krajewski Piotr, 184121, wydz. Elektroniki
Termin zajęć	Wtorek 9:15 - 11:00
Numer grupy ćwiczeniowej	4
Data oddania sprawozdania	23.10.2012
Ocena końcowa

Zatwierdzam wyniki pomiarów.

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

Adnotacje dotyczące wymaganych poprawek oraz daty otrzymania

poprawionego sprawozdania

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było wyznaczenie gęstości oraz błędu względnego i bezwzględnego gęstości badanego ciała. Zmierzone w tym celu zostały wszystkie wysokości badanego prostopadłościanu oraz jego masa. Wielkości mierzone były kilka razy w celu wyeliminowania błędu pomiaru. W drugiej części ćwiczenia zapoznawaliśmy się z podstawowymi pomiarami elektrycznymi. Zmierzone zostały opory dwóch różnych rezystorów, a następnie oporu w wyniku połączenia ich szeregowo. Pomiary zostały wykonane dla różnych wartości napięć w zakresie od 0 do 12 [V].

1. Spis przyrządów

-Suwmiarka kl. 0.05

-Śruba mikrometryczna kl. 0.01

-Aluminiowy prostopadłościan

-2x Miernik cyfrowy METEX M-3800

-2x rezystor

-Przewody i protokoły

-Waga

1. Wyniki pomiarów

   1. Długości boków

Wysokość X [mm]	Wysokość Y [mm]	Wysokość Z [mm]
20,01	15,05	15,25
20,1	15,05	15,04
20	15,06	15,15
20,05	15,05	15,1
20,01	15,1	15,2
19,99	15,04	15,03

Masa = 12.2g

1. Napięcie i Prąd

UR1 [V]	IR1 [mA]	UR2 [V]	IR2 [mA]	UR1+R2 [V]	IR1+R2 [mA]
1	7,44	1	6	1	3,28
2	15	2	11,7	2	6,8
4	31,6	4	23,7	4	13,7
6	47,6	6	35,5	6	20,3
8	63,4	8	47,3	8	27,2
10	79,4	10	58,9	10	34,3
12	95,3	12	71	12	41

1. Opracowanie wyników oraz niepewności pomiarów

   1. Wyznaczenie gęstości

V [mm3]	V [cm3]	ρ [$\frac{g}{cm^{3}}$]	Średnie ρ $$\lbrack\frac{g}{cm^{3}}\rbrack$$	Δρ [$\frac{g}{cm^{3}}$]	σρ [%]
4592,545	4,593	2,656	2,683	-0,027	1
4549,675	4,55	2,681		-0,002	0,075
4574,588	4,575	2,667		-0,016	0,6
4545,1	4,545	2,739		0,056	2,08
4592,695	4,593	2,656		-0,027	1
4518,763	4,519	2,6997		0,0167	0,62

V[mm³]=X*Y*Z=20,1[mm]*15,05[mm]*15,25[mm]=4592,545[mm³]=4,593[cm³]

ρ=$\lbrack\ \frac{g}{\text{cm}3}\rbrack$=$\ \frac{12.2g}{4,593\text{cm}3}\ $= 2,656$\lbrack\frac{g}{cm^{3}}\rbrack$

Δρ$\lbrack\frac{g}{cm^{3}}\rbrack$= ρ - (Średnie ρ) = 2,656$\lbrack\frac{g}{cm^{3}}\rbrack$ – 2,683$\lbrack\frac{g}{cm^{3}}\rbrack$ = -0,027$\lbrack\frac{g}{cm^{3}}\rbrack$

σρ[ % ]= $\frac{\text{Δρ}}{srednie\rho}$ = $\frac{0,027}{2,683}$ * 100% = 1[%]

1. Wyznaczanie rezystancji

R1 [Ω]	R2 [Ω]	R1+ R2 [Ω]	Średnie R [Ω]	ΔR1 [Ω]	ΔR2 [Ω]	Δ R1+R2 [Ω]	σ R1 [%]	σ R2 [%]	σ R1+R2 [%]
134,4	166,6	300,4	R1=128,3 R2=169 R1+R2= 290,7	6,1	-2,4	14,2	4,75	1,42	4,88
133,3	170,9	294,1		5	1,9	3,4	3,89	1,12	1,17
126,6	168,7	291,9		-1,7	-0,3	1,2	1,32	0,17	0,41
126	169	295,6		-2,3	0	4,9	1,79	0	1,68
126,2	169,1	294,1		-2,1	0,1	3,4	1,63	0,06	1,17
125,9	169,7	291,5		-2,4	0,7	0,8	1,87	0,41	0,27
125,9	169	292,7		-2,4	0	2	1,87	0	0,69

R1 [Ω] =$\ \frac{U\left\lbrack V \right\rbrack}{I\left\lbrack A \right\rbrack}\ $= $\frac{1\left\lbrack V \right\rbrack}{0.00744\left\lbrack A \right\rbrack}$ = 134,4 [Ω]

ΔR1 [Ω] = R1 - Średnie R1 = 134,4[Ω] – 128,3[Ω] = 6,1[Ω]

σR1 [%] = $\frac{\text{ΔR}1\left\lbrack \mathrm{\Omega} \right\rbrack}{s\text{rednieR}1\lbrack\mathrm{\Omega}\rbrack}*100\%$ = $\frac{6.1\left\lbrack \mathrm{\Omega} \right\rbrack}{128.3\left\lbrack \mathrm{\Omega} \right\rbrack}$ *100% = 4,88 [%]

1. Wnioski

Celem naszego ćwiczenia było w pierwszej części wyznaczenie gęstości badanej bryły, a w drugim przypadku wyznaczenie oporu dwóch rezystorów. Dodatkowo należało pobrać kilka wyników podczas mierzenia w celu wyznaczenia błędów pomiarowych. Z podanych wyliczeń wynika że błędy pomiarowe nie były duże. W związku z tym można przyjąć, że podane wyliczenia są przybliżone do rzeczywistych wartości.