Определение плотности материала тела

Плотность вещества определяется массой этого вещества m, находящегося в единице объёма V

(2.2)

В технике плотность вещества сравнивается с плотностью воды, то есть применяется такая единица плотности, для которой плотность воды равна 1. Эта единица имеет три эквивалентных наименования: тонна на кубический метр (т/м³); килограмм на кубический дециметр (кг/дм³); грамм на кубический сантиметр (г/см³). Следует иметь в виду, что плотность воды (как и всех веществ) зависит от температуры; вода имеет наибольшую плотность при 4^оС.

В системе СИ плотность измеряется в килограммах на кубический метр (кг/м³). Плотность воды при 4^оС в системе СИ равна 1000 кг/м³. При подстановке в уравнения плотность веществ нужно выражать в кг/м³.

В табл. 2.1 приведена плотность некоторых твёрдых тел.

 

Таблица 2.1

Плотность твёрдых тел

Вещество	Плотность, кг/м3	Вещество	Плотность, кг/м3
Алюминий		Медь электролитическая
Бронза (медь+олово)		Никель
Железо (химически чистое)		Олово литое
Латунь литая		Свинец
Латунь кованая		Сталь литая
Медь литая		Цинк
Медь вальцованная или кованая		Чугун

 

Описание оборудования

Для выполнения измерений линейных величин используются штангенциркуль и микрометр. Для определения массы тела применяют аналитические весы с набором разновесов. Объём тела определяют с помощью мензурки по объёму вытесненной воды.

 

Подготовка к проведению работы

1. Проработать тему механических измерений по учебному пособию

А.М. Афанасьева и В.А. Марьина «Лабораторный практикум по сопротивлению материалов», М., 1975.

2. Проработать методические указания к лабораторной работе.

3. Подготовить расчётные формулы и таблицы для записи опытных данных и результатов.

4. Ответить на контрольные вопросы.

 

Порядок выполнения работы

1. По указанию преподавателя определить штангенциркулем наружный линейный размер образца с точностью до 0,1 или 0,02 мм в зависимости от типа штангенциркуля, произвести 5 измерений, результаты записать в табл. 2.2.

2. По указанию преподавателя определить штангенциркулем размер одной из внутренних полостей образца, произвести 5 измерений, результаты внести в табл. 2.2.

3. Определить микрометром толщину образца с точностью до 0,01 мм, произвести 5 измерений, результаты записать в табл. 2.2.

4. С помощью весов и набора разновесов определить массу образца.

5. Закрепить образец на тонкой нити, опустить его в мензурку с водой и определить объём вытесненной воды. Перевести объём в миллилитрах в объём в кубических метрах (1 мл = 10^{-9 м3}).

 

Таблица 2.2

 

№ образца	Наружный размер, мм	Внутренний размер, мм	Толщина, мм

 

 

Масса образца:...………..мг.

Объём образца:..………..мл.

 

Обработка результатов

1. Перевести массу образца в килограммы (1г = 10^{-3 кг).}

Масса образца: …………кг.

2. Перевести объём образца в миллилитрах в объём в кубических метрах

(1 мл = 10^{-9 м3}).

Объём образца: ………м³.

3. Определить по формуле (2.2) плотность материала образца в кг/м³

4. Используя данные табл. 2.1 определить материал образца.

 

Контрольные вопросы

1. Опишите и продемонстрируйте, как с помощью нониуса определить размер с точностью до 0,1 мм.

2. Перечислите и покажите основные части штангенциркуля 0 – 125 мм.

3. Перечислите и покажите основные части штангенциркуля 0 – 300 мм.

4. Опишите и продемонстрируйте, как с помощью нониуса определить размер с точностью до 0,02 мм.

5. Перечислите и покажите основные части микрометра.

6. Опишите и продемонстрируйте измерения с помощью микрометра.

7. Покажите, как осуществляется отсчёт размера по шкалам микрометра.

8. Объясните физическую сущность понятий «вес» и «масса».

9. Приведите определение плотности вещества.

10. Объясните, как получить единицу плотности вещества в системе СИ по данным Ваших измерений?

Лабораторная работа № 3