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 Piotr Krajewski, 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. Niepewność pomiaru masy przyjmujemy 0.1[g]. 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

-2x Miernik cyfrowy METEX M-3800

-2x rezystor

-Przewody i protokoły

-Waga

-Aluminiowy prostopadłościan

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. Wyznaczanie gęstości

	Wartość średnia	Wartość średnia błędu bezwzględnego	Objętość średnia	Gęstość średnia
X	20,027mm	0,032mm	4,562cm^2	2,674$\frac{g}{\text{mm}3}$
Y	15,058mm	0,016mm
Z	15,128mm	0,0725mm

Δm=0,1g

V_max=(X+ΔX)*(Y+ΔY)*(Z+ΔZ)=20,059*15,074*15,2005=4,596cm³

ΔV=V_max-V_śr=4,596-4,562=0,034cm³

σ_min=$\ \frac{m - \Delta m}{\ V + \Delta V}\ $=$\ \frac{12,1g}{4,528\text{cm}3}$ = 2,672 $\frac{g}{\text{cm}3}$

Δσ = σ – σ_min = 2,674 – 2,672 = 0,002 $\frac{g}{\text{cm}3}$

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.