Grupa 11 zespół 2
Dominik Ostrzycki
Jerzy Szałapak
Ćwiczenie 1
Metody pomiarowe na przykładzie pomiarów masy
(temp. w pomieszczenu (w stopniach Celsjusza) - początkowa: 22,5; końcowa - 23,5
W ćwiczeniu mieliśmy za zadanie sprawdzić trzy metody ważenia danego ciała (w naszym przypadku - nakrętki) i ustalić, która z tych metod jest najdokładniejsza, a która najszybsza. Udało nam się wykonać pomiary tylko dwoma metodami.
Pierwszą z nich było ważenie na wadze szalkowej metodą Gaussa. Najpierw pięciokrotnie sprawdziliśmy odczyt, gdy nakrętka została umieszczona na lewej szalce, zaś następne pięć odczytów wykonaliśmy, gdy nakrętka leżała na prawej szalce.
Po pomiarach na wadzie szalkowej sprawdziliśmy masę tejże nakrętki na wadze elektronicznej. Po pierwsze sprawdziliśmy odczyty wagi dla masy 0g (nic nie zostało położone na szalce), po czym wykonaliśmy pięć pomiarów masy interesującego nas ciała.
1) Wyniki pomiarów uzyskane na wadze szalkowej:
Dla masy odważników 38,600g, gdy nakrętkę umieszczono na lewej szalce
Nr. pomiaru |
działka |
Masa (g) |
1. |
0,7 |
38,632 |
2. |
1 |
38,645 |
3. |
1,2 |
38,654 |
4. |
1,3 |
38,659 |
5. |
1,5 |
38,668 |
Z obliczeń wynika, że jedna działka na wadze odpowiada 0,045g, a średnia masa ważonej nakrętki wynosi 38,651g.
Dla masy odważników 38,650g, gdy nakrętkę umieszczono na prawej szalce
Nr. pomiaru |
działka |
Masa (g) |
1. |
0,5 |
38,670 |
2. |
0,4 |
38,666 |
3. |
0,5 |
38,670 |
4. |
0,6 |
38,674 |
5. |
0,4 |
38,666 |
Z obliczeń wynika, że jedna działka na wadze odpowiada 0,040g, czyli jedna działka dla ciała umieszczonego na prawej szalce jest mniejsza niż dla ciała leżącego na lewej szalce. Średnia masa wynosi 38,669.
Tak więc eliminując błąd nierównoramienności średnia masa ważonego ciała (wyliczona z pierwiastka iloczynu dwóch mas średnich tej nakrętki) wynosi 38,660g.
Zakres rozrzutu wyników, zależny przede wszystkim od umiejscowienia ciała (lewa lub prawa szalka) wynosi od 38,632g do 38,674g.
2)Wynik pomiarów uzyskany na wadze elektronicznej
Podczas ważenia metodą kompensacyjną na początek przetestowaliśmy wagę dla masy 0g, po czym przystąpiliśmy do ważenia ciała.
Nr. pomiaru |
Masa (g) dla zera |
Masa (g) ważonego ciała |
1. |
0 |
38,483572 |
2. |
0,000301 |
38,483360 |
3. |
0,000039 |
38,484668 |
4. |
0,000062 |
38,485191 |
5. |
0,000630 |
38,485523 |
Dość duże odchyłki (sięgające rzędu setnych części grama) zostały najprawdopodobniej spowodowane drganiami wywołanymi przez sąsiednie stanowiska miernicze, gdzie sprawdzano dokładności wagi przy użyciu odważników nawet 25-ciokilogramowych. Średnia odchyłka dla zera wyniosła 0,000206g, zaś masa średnia ciała wynikająca z pięciu pomiarów wynosi 39,484463g. Wynika z tego, że masa (mś - oś = m) ciała jest równa 39,484257g
Wnioski dotyczące dokładności ważenia poszczególnymi metodami i czasu ważenia:
Z powodu braku czasu nie udało nam się wykonać pomiarów na wadze analitycznej. Jednak wpływu na to nie miał czas potrzebny do wykonania pomiaru tą wagą, a konieczność wykorzystania metody tary, która wymaga dużej dokładności przy równoważeniu masy ciała. Mimo to jest to metoda niewątpliwie najdokładniejsza przy prowadzeniu pomiarów (zakładając, że użyta jest podczas pomiarów na wadze analitycznej). Bardzo dobry efekt daje metoda Gaussa na wadze szalkowej, ponieważ eliminuje błąd nierównoramienności, a także pozwala na dość szybkie wykonanie pomiarów. Pod względem szybkości najlepszą metodą jest jednak metoda ważenia wagą elektroniczną, na którą niestety duży wpływ mają warunki zewnętrzne, co znacząco może wpłynąć na wyniki pomiarów, nie są to jednak różnice mogące wpłynąć na różnice w odczycie bardziej, niż w przypadku dziesiątych części grama.