وبلاگ کشاورزی دانشگاه تهران

آزمایش اول

1)اسم ازمایش: اندازه گیری

2)هدف آزمایش: بدست آوردن چگالی جسمی دارای شکل هندسی مشخص

3) وسایل آزمایش: کولیس ورنیه/ریزسنج یا میکرومتر/ترازو/قطعه ی کار

4)شرح وسایل:

*کولیس ورنیه:

وسیله ای برای اندازه گیری ابعاد داخلی و خارجی اجسام با فواصل کم و محاسبه ی عمق است. ساختمان آن از یک قسمت ثابت و یک قسمت متحرک ساخته شده است

قسمت ثابت شامل: فک ثابت و یک خطکش ثابت است

قسمت متحرک یا ورنیه نیز شامل: دو قسمت میباشد فک متحرک و خطکش متحرک و همچنین یک پیچ هم برای سفت کردن و جلوگیری از حرکت به نام پیچ ضامن تعبیه شده است

برخی کولیس ها دارای زائده ای هستند که میتواند عمق را نیز اندازه بگیرد

طرز کار با این دستگاه به این شکل است که جسم را به طور عمود بر کولیس بین فک ثابت و متحرک قرار داده و عدد را قرائت میکنیم

در این قسمت دو حالت ممکن است پیش بیاید

الف)ابتدای صفر ورنیه با یکی از خطوط خطکش ثابت منطبق باشد که در این صورت همان اندازه ی قرائت شده اندازه ی جسم است

ب)ابتدای صفر ورنیه با خطوط خط کش ثابت منطبق نباشد. در این صورت میبینیم چندمین خط از ورنیه بعد از صفر با یکی از خطوط خط کش ثابت منطبق شده حالا عدد ثابت رو مینویسیم و برای قسمت اعشار شماره خط nام را در دقت کولیس ضرب میکنیم تا قسمت اعشار هم بدست اید

حداکثر اندازه گیری کولیس ورنیه ها با حداکثر اندازه گیری خطکش ثابتشان براورد میشود. باید دقت کنیم که اعداد را بر حسب میلی متر قرائت کنیم

نکته: در هنگام محاسبه ی فضای درونی عدد قرائت شده را با 10 جمع میکنیم بعد ععد را اعلام میکنیم

خطای صفر: کولیس ها ممکن است دارای خطای صفر باشند. برای فهمیدن این موضوعابتدا کولیس را میبندیم به طوری که دو فک ثابت و متحرک بدون فاصله و روی هم قرار گیرند. بعد باید نگاه کنیم ببینیم که ایا صفر ورنیه منطبق بر صفر خطکش ثابت است یا خیر!

اگر کولیس چنین وضعیتی داشت معلوم میشود که خطای صفر نداریم در غیر این صورت خطای صفر داریم که در این صورت یا باید وسیله را تنظیم کنیم یا از این وسیله استفاده نکنیم

دقت: برای پیدا کردن دقت ابتدا باید ببینیم طول خطکش ورنیه چند میلی متر است

حالا کولیس را میبندیم.صفر ورنیه صفر خطکش ثابت را نشان میدهد

بعد نگاه میکنیم آخرین خط مدرج ورنیه روی چند است که این میشود طول ورنیه

در کولیس هایی که طول خط کش n یلی متر است (مثلا 29 میلی)  طوری ساخته شدند که در این n میلی متر n+1 قسمت وجود دارد (مثلا 30 قسمت) اختلاف این دو عدد میشود یک سیوم 1/30

حالا باید ببینیم اولین خط روی ورنیه که منطبق با یکی از خط های خطکش ثابت است چندمین میشود

شماره ی بدست امده را در اختلاف (یک سیوم 1/30) ضرب میکنیم حالا عدد حاصل دقت کولیس را نشان میدهد

**ریز سنج یا میکرو متر:

وسیله ای است برایاندازه گیری ابعاد بسیار کم که بر اساس خاصیت پیچ و مهره کار میکند و از قسمت های زیر تشکیل شده است:

یک بدنه ی کمانی شکل ثابت -خطکش ثابت- فک ثابت- قسمت استوانه ای شکل مدرج یا کلاهک یا غلاف- دکمه ی ضامن- پیچ هرز گرد

طرز استفاده:

برای اندازه گیری به وسیله ی ریز سنج باید جسم را درون دستگاه قرار دهیم

در ابتدا که فاصله یفک متحرک تا جسم زیاد است با چرخاندن غلاف این فاصله را کم میکنیم تا جسم بین فک ثابت و متحرک قرار گیرد. حالابرای محکم کردن شروع به بستن پیچ هرز گرد میکنیم تا آنجا که صدای پیچ هرز گرد را بشنویم. به محض درامدن صدای پیچ هرز گرد دیگر نمیچرخانیم

خطای صفر: برای فهمیدن این موضوع ریز سنج را میبندیم. در این حالت اگر صفر غلاف در امتدای خط افقی خطکش بود خطای صفر نداریم. در غیر این صورت یعنی اگر به جای صفر غلاف عدد دیگری رو به روی خط وسط خطکش بود خطای صفر داریم

این خطا میتواند مثبت یا منفی باشد

اگر مثبت باشد از مقادیر اندازه گیری شده کم میشود و اگر منفی باشد اضافه میشود

وقتی میگوییم مثبت است که یکی از خط های بالای صفر غلاف در امتداد خط وسط قرار گیرد و اگر یکی از خط های زیر صفر غلاف در این امتداد باشد خطای صفر منفی داریم

دقت:برای فهمیدن دقت ریز سنج به دو عدد نیاز داریم 1گام پیچ 2تقسیمات دور غلاف

گام پیچ: یعنی فاصله ی دو دندانه ی متوالی روی پیچ. که بای این کار فاصله ی چند دندانه را اندازه میگیریم و بر تعداد تقسیم میکنیم که گام پیچ بدست اید. اگر یز سنج ها دندانه نداشت ما گام پیچ را 0.5 میلی متر در نظر میگیریم

برای فهمیدن تقسیمات دور غلاف از صفر میشماریم تا دوباره به صفر برسیم

حالا دقت ریز سنج برابر میشود با گام پیچ تقسیم بر تعداد تقسیمات دور غلاف

هر یک دور کامل غلاف معادل جابه جایی غلاف روی خط کش ثابت به اندازه ی گام پیچ است

حالا جسم را داخل ریز سنج میگذاریم و ان را میبندیم

حالا تعداد خط های خطکش ثابت تا لبه ی غلاف را میشماریم و از فرمول زیر استفاده میکنیم:

[(تعداد خط ها)*(گام پیچ)]-[(خطای صفر)*(دقت وسیله)]=

or

[(تعداد دور ها تا بسته شدن ریز سنج)*(گام پیچ)]+[(عدد رو غلاف)*(دقت)]-[(خطای صفر)*(دقت)]=

***ترازو:

نام اصلی دستگاه ترازوی یک کفه ای چند شانه ای میباشد یا چند اهرمه که برای اندازه گیری جرم یا وزن استفاده میشود

طرز استفاده از دستگاه بدین صورت میباشد که قطعه ی مورد نظر را داخل کفه قرار میدهیم . از بزرگترین شاخه شروع میکنیم و وزنه را شیار به شیار حرکت میدهیم تا به شیاری برسیم که که عقربه پایین آید در این مرحله یک خانه به عقب برمیگردیم و سراغ شاخه ی بعد میرویم و این مراحل را برای شاخه های دیگر نیز تکرار میکنیم

جمع وزنه ها مقدار وزن جسم مورد نظر مارا نشان میدهد

حداکثر اندازه گیری: برای بدست آوردن حداکثر اندازه گیری ترازو های چند اهرمه اعداد انتهای هر شاخه را هم جمع میکنیم

دقت: برای بدست اوردن دقت ترازوی چند اهرمه به کوچکترین شاخه نگاه میکنیم و میبینیم که یک واحد به چند قسمت تقسیم شده است مثلا اگر واحد ها 0.1 گرم .0.1 گرم بود و بین هر احد 10 قسمت وجود داشت دقت 0.01 گرم میباشد

خطای صفر: اگر همه ی وزنه ها روی صفر بودند و شاهین ترازو صفر را نشان میداد یا به صورت مساوی نوسان میکرد ما خطای صفر نداریم و در غیر این صورت یعنی اگر وزنه ها روی صفر بودند و شاهین مساوی نوسان نمیکرد خطای صفر داریم. اگر عقربه زیر صفر بود یا دامنه ی نوسان بیشتری زیر صفر بودما خطای منفی داریم که با استفاده از پیچ تنظیم ان را درست میکنیم

ولی اگر خطای صفر مثبت بوددو کار میتوانیم بکنیم 1با پیچ تنظیم خطا را از بین ببریم 2با جابه جایی کوچکترین وزنه دامنه نوسان را مساوی کینم

5) تئوری آزمایش:

تعریف چگالی:نسبت جرم یک جسم به حجم آن را چگالی گویند

واحد چگالی در SI برابر گرم بر سانتی متر مکعب  یا کیلو گرم بر متر مکعب میباشد