دانلود تحقیق آزمایشگاه فیزیک

/7/86 ساعت: 15:30-14
نام گروه آزمایش: گروه 1؛ مهدی سلیمانی، محمد زراعتکار، نادر جمشیدی، ولی ا...

باغچقی.

موضوع آزمایش: آشنایی با کولیس و ریزسنج.

وسایل و مواد آزمایش: کولیس، ریزسنج، قطعه ای برای اندازه گیری.

تئوری آزمایش:
شرح ساختمان کولیس: کولیس از دو قسمت ثابت و متحرک تشکیل شده است که قسمت ثابت آن یک خط کش مدرج منتهی به فک ثابت است و قسمت متحرک شامل کشویی است که خک متحرک و همچنین و ورنیه روی آن قرار دارد.

برای کم کردن لقی و همچنین محکم کردن خک متحرک در محل دلخواه از ضامنی که روی کشو نصب شده است استفاده می گردد.

در بعضی از کولیس ها جهت ثابت کردن خک متحرک از یک پیچ محکم کننده استفاده می کنند.

در پاره ای از کولیس به قسمت متحرک، زبانه ای جهت اندازه گیری عمق، متصل شده است.

ورینه: تقسیمات روی کشوی کولیس را ورینه می گویند.

به وسیله ورینه امکان خواندن کسری از تقسیمات اصلی خط کش امکان پذیر می گردد بدیهی است که دقت وسایل اندازه گیری مجهز به ورینه رابطه مستقیم با نحوه تقسیم بندی ورینه آنها دارد.

بعنوان مثال ورینه میلی متر در این نوع ورینه ها فاصله 9 میلی متر از تقسیمات اصلی خط کش را به 10 قسمت مساوی تقسیم نموده اند.

در نتیجه فاصله هر یک از تقسیمات ورینه به اندازه 9/0 میلیمتر خواهد بود و اختلاف هر یک از تقسیمات خط کش با تقسیمات ورینه که همان دقت کولیس است به اندازه 1/0 میلی متر می باشد.

در کولیس های جدید با دقت 1/0 میلی متر، برای کاهش خطای دید بجای 9 میلی متر، 19 میلی متر را روی ورینه به 10 قسمت مساوی تقسیم کرده اند.

در نتیجه فاصله هر یک از تقسیمات ورینه به اندازه 9/1 میلی متر بوده و اختلاف 2 میلی متر از تقسیمات اصلی خط کش با هر یک از تقسیمات ورینه میلی متر خواهد بود.

ریزسنج: وسیله ای است جهت اندازه گیری ضخامت های نسبتا کم مثل ضخامت یک ورق.

این وسیله از دقت زیادی نسبت به کولیس برخوردار است و از دو قسمت مدرج تشکیل شده است که یکی استوانه مدرج (کلاهک) و به 50 قسمت مساوی تقسیم شده است و روی بدنه (محور) اصلی که جغجقه بر روی آن سوار است و به صورت دوار می چرخد.

داده ها و اطلاعات آزمایش
این‌آزمایش در دو مرحله اندازه گیری صورت گرفت که در جدول زیر ثبت گردیده‌است.

وسیله ای مورد اندازه گیری کولیس 1/0 ریزسنج01/0
نفر اول نفر دوم نفر اول نفر دوم
میخ سوزنی - - 97/5 mm 97/5 mm
ورق کاغذ - - 08/0 mm 08/0 mm
تلق - - 14/0 mm 14/0 mm
قطر میله مسی 9/5 mm 9/5 mm 97/5 mm 97/5 mm
قطر میله فولادی 8/5 mm 8/5 mm 82/5 mm 82/5 mm
قطر میله باریک گیره 8/3 mm 7/3 mm 88/3 mm 88/3 mm
قطر خارجی لوله آزمایش 16 mm 16 mm 08/16 mm 08/16 mm
قطر داخلی لوله آزمایش 8/13 mm 8/13 mm - -
قطر داخلی پیچ گیره 6/10 mm 6/10 mm - -
عمق گیره 6/16 mm 6/16 mm - -

شرح آزمایش:
برای اندازه گیری با کولیس ابتدا دهانه ی آن را بیش از اندازه لازم باز کرده و سپس خک ثابت را به یک ضلع قطعه مورد نظر تکیه می دهیم.

حال خک متحرک را به آرامی به ضلع دیگر قطعه کار نزدیک می کنیم و اندازه آن را می خوانیم.

برای اندازه گیری با ریز سنج نیز به همین ترتیب عمل کرده، با این تفاوت که در ریزسنج برای حرکت دادن خک متحرک جغجقه را می چرخانیم.

برای خواندن اعداد اندازه به این ترتیب عمل می شود که اگر صفر ورینه در مقابل یکی از تقسیمات اصلی خط کش قرار گیرد، اندازه خوانده شده از خط کش اصلی، که در مقابل صفر یا جغجقه قرار دارد عددی صحیح بوده ونیاز به خواندن ورینه وجود ندارد و چنانچه صفر در مابین اعداد اصلی قرار گرفت، بایستی برای تعیین اندازه صحیح عدد اصلی خوانده و سپس خطی از تقسیمات ورینه و یا جغجقه را که در امتداد خطوط اصلی قرار دارد را مشخص کرده و در دقت وسیله اندازه گیری ضرب می کنیم و با عدد خوانده شده قبلی جمع می کنیم.

بدین ترتیب اندازه صحیح بدست می آید.

نکته: در اندازه گیری با کولیس باید از قسمت نوک خک های کولیس که تراش مشخص شده است اندازه گرفت تا با خطا مواجه نشویم.

نتیجه آزمایش: وسیله هایی مانند کولیس و ریزسنج از دقت خوبی برخوردارند، از کولیس می توان برای اندازه گیری قطعات تا حدود cm 20 استفاده کرد و ریزسنج برای ورقه های نازک بیشتر کاربرد دارد.

از ریزسنج می توان در کارهای ظریف استفاده کرد و از کولیس برای قطعات مدلسازی و ریخته گری ماشین آلات و ....

استفاده می شود.

کولیس وسیله اندازه گیری تقریبا کامل است که از آن برای اندازه گیری عمق، طول و قطر داخلی اجسام استفاده می شود و دامنه کاربرد آن نسبت به ریزسنج بیشتر است.

نظر دانشجویان: 1- با خواندن صحیح اعداد در خطای آزمایش تاثیر داشته و باید نحوه خواندن اعداد به صورت عمود بر سطح مدرج شده باشد تا با خطای کمتری همراه باشد.

2- نمونه ای که اندازه گیری می شود باید کاملا تمیز باشد تا چیزی مانع چسبیدن خک های وسیل اندازه گیری به قطعه کار نباشد.

3- از فشار آوردن بیش از حد به کولیس یا هر وسیله اندازه گیری مشابه آن باید خودداری کرد تا با این کار هم عمر مفید ابزار افزایش یابد و هم اندازه گرفته شده صحیح و بدون خطا باشد.

آزمایش 2 تاریخ 15/7/86 ساعت : 15:30-14 نام گروه آزمایش: گروه 1 مهدی‌سلیمانی، محمد زراعتکار، نادر جمشیدی، ولی‌ا...

وسایل‌و مواد آزمایش: ترازو- بشر- استوانه مدرج- کولیس- ریزسنج- نخ- گوی فلزی- سنگ.

عنوان آزمایش: تعیین چگالی اجسام متفاوت.

شرح آزمایش: هر ماده خالص را می توان به وسیله مجموعه ای از ثابت های فیزیکی مانند دمای ذوب، دمای انجماد، دمای جوش چگالی، ضریب شکست نور و ...

از سایر مواد خالص متمایز کرد.

یکی از مهمترین ثابت های فیزیکی «چگالی» است.

تعیین چگالی مایع: بالن یا استوانه مدرجی را کاملا بشویید و با جریان هوا خشک کنید.

سپس آن را با دقت 01/0 گرم وزن کره تعداد آن را یادداشت نماییم.

به وسیله قیفی کوچک، در این بالن تا خط نشانه آب مقطر بریزید در صورت استفاده از استوانه مدرج حجم میعنی از آب مقطر بردارید.

بالن یا استوانه پر شده از آب را بطور دقیق وزن کره مقدار آن را یادداشت نمایید.

وزن بالن یا استوانه خشک گرم وزن بالن یا استوانه + وزن آب گرم وزن آب خالص گرم حجم مایع برای حجم بالن یا حجم آب موجود در استوانه چگالی v چگالی تعیین چگالی جامدها اگر جامدی دارای شکل هندسی مشخص باشد حجم آن را با اندازه گیری ابعاد بلور محاسبه می کنند و وزن آن را از طریق توزین بدست می آورند.

سپس با توجه به رابطه چگالی آن را تعیین می کنند، چنانچه جسم جامد مانند فلز آلومینیوم یا روی دانه ای یا منگنز دی اکسید، شکل هندسی مشخص نداشته باشد چگالی جسم را از این روش بدست می آورند.

تعیین چگالی موادی که در آب حل نمی شوند: تعیین حجم جامدی که در آب حل نمی شوند به طور غیر مستقیم و طبق قانون ارشمیدس صورت می گیرد.

1- استوانه تمیز و خشک را وزن کرده و سپس آن را به وسیله قطره چکان از آب مقطر تا انطباق سطح مقعر آب بر یکی از خط های درجه بندی استوانه، مثلا در مقابل عدد () پر نمایید.

(در صورت وجود قطره های آب روی جدار لوله بالای خط نشانه آن قطره ها را با کاغذ صافی خشک کنید) و مجددا استوانه را وزن کنید و وزن آن را (گرم) یاداشت نمایید.

2- روی یا آلومینیوم دانه ای (جسم جامدی که شکل هندسی خالصی نداشته باشد) را به آرامی و بطور مایل در استوانه وارد کنید.

با انگشت به استوانه مدرج ضربه بزنید تا حباب های هوا خارج شود.

انضمامی جدید آب را روی درجه بندی استوانه بخوانید.

در این حالت حجم آن را یادداشت نمایید و مجددا استوانه و محتویات آن را به طور دقیق وزن کنید.

وزن استوانه خالی + حجم معین آب گرم وزن استوانه + حجم آب سپس از اضافه شدن سنگ یا جسم با شکل هندسی نامنظم گرم حجم آب در استوانه حجم آب پس از اضافه کردن نمک یا حجم با شکل هندسی نامنظم وزن فلز گرم حجم فلز چگالی فلز تذکر: اگر جسم مورد نظر در آب انحلال پذیر باشد می توان از محلول های دیگری نظیر نفت، الکل و ...

استفاده کرد.

شرح کار و نحوه آزمایش: ابتدا جر هر یک از اجسام را با استفاده از ترازو بدست آورده و پس از جرم نمودن نوبت به تعیین حجم آنها می رسد.

اگر جسم از شکل هندسی منظمی برخوردار بود از ضوابط ریاضی حجم آنها محاسبه شده و اگر جسم دارای شکل هندسی خالص نباشد با قرار دادن آن روی آب و با توجه به افزایش سطح آب نسبت به سطح اولیه با حجم جسم از رابطه : حجم آب اولیه موجود در استوانه - حجم آب موجود در استوانه به همراه جسم = حجم جسم بدست می آوریم.

پس یادداشت جر و حجم هر یک از اجسام چگالی آنها از رابطه بدست می آوریم.

داده ها و محاسبات آزمایش: چگالی آزمایش 3 : 2/08/86 ساعت: 15:30-14 نام گروه آزمایش: گروه 1؛ مهدی سلیمانی، محمد زراعتکار، نادر جمشیدی، ولی ا...

وسایل و مواد آزمایش: دستگاه ضریب انبساط طولی، چراغ گاز آزمایشگاهی، سه پایه فلزی، مثلث نسوز، میله آهنی، میله آلومینیومی.

عنوان آزمایش: محاسبه ضریب انبساط طولی.

هدف از آزمایش: بررسی و محاسبه ضریب انبساط خطی فلزات از تجربی (آزمایش) و مقایسه آن با عدد واقعی (تئوری) این ضریب.

تئوری آزمایش: هرگاه به ماده ای انرژی گرمایی داده می شود، بر اثر این انرژی مولکولهای جسم دارای ارتعاش می شوند و این ارتعاش موجب می شود جسم تغییراتی نسبت به حالت قبلی خود بکند، که موجب افزایش حجم و یا طول قطعات می شود.

انبساط اجسام در همه جهات انجام می گیرد.

ما در این آزمایش انبساط خطی اجسام را مد نظر قرار داده ایم.

ضریب انبساط خطی (طولی) : اندازه انبساط یکای طول m1 ، وقتی که دمای آن افزایش یابد و یکای آن یا است.

: طول اولیه فلز، : طول ثانویه فلز، : دمای اولیه داخل لوله، : دمای ثانویه داخل لوله، : اختلاف دما، : اختلاف طول، : ضریب انبساط خطی عدد میکرومتر قبل از حرارت- عدد میکرومتر بعد از حرارت برابر است.

لازم به ذکر است که ضریب انبساط خطی (طولی) فلز به جنس فلز بستگی دارد ولی برای هر فلزی مقدار ثابتی است.

شرح آزمایش: ابتدا طول اولیه میله و دمای اولیه داخل لوله را اندازه گیری می کنیم.

سپس پیچ میکرومتر باید باز شود، در مرحله بعد داخل ارلن (RNL) آب می ریزیم و آب را حرارت داده تا جوش آمده و بخار کند.

بجار حاصل به داخل لوله آزمایش هدایت می شود و موجب گرم شدن میله فلزی می شود.

سپس بدست می آید و میکرومتر را مجددا می بندیم و اندازه طول ثانویه را بدست می آوریم و سپس عددهای اندازه گیری شده را داخل فرمول گذاشته و ضریب انبساط خطی بدست می آید.

داده ها و اطلاعات آزمایش: اختلاف دما اختلاف طول دمای ثانویه طول ثانیه دمای اولیه طول اولیه نتیجه گیری: ضریب انبساط خطی فلز آهن (Fe) که ما در اینجا آزمایش کردیم بدست آمده است که با ضریب واقعی (مطلق) آهن برابر است پس میزان خطا در این آزمایش تقریبا صفر است.

اعداد بدست آمده از آزمایشات دیگر دانشجویان که با فلز آلومینیوم انجام داده اند را با حاصل کار خود مقایسه نمودیم.

نتیجه این شد که ضریب انبساط طولی آلومینیوم (AL) از فلز آهن بیشتر است.

نظر دانشجویان: 1- بجای استفاده از یک میله تقریبا 50 سانتیمتری بهتر است از یک میله به طول واحد 1 متر استفاده شود تا درصد خطا کاهش یابد.

2- ضریب انبساط خطی واقعی مربوط به آهن خالص است که در تئوری بدست آمده و این جوابی را که ما در این آزمایش بدست آورده ایم مشخصا مربوط به یک آهن خالص نیست.

پس می توان این آزمایش را نیز با خطای اندک در نظر گرفت.

نیز احتمال وجود خطا در خواندن اعداد بسیار است.

پس باید اعداد به دقت خوانده شوند.

آزمایش 4 : 9/08/86 ساعت: 15:30-14 نام گروه آزمایش: گروه 1؛ مهدی سلیمانی، محمد زراعتکار، نادر جمشیدی، ولی ا...

عنوان آزمایش: اندازه گیری ظرفیت گرمایی (کالریمتر) گرماسنج هدف از انجام آزمایش: تعیین کردن مقدار گرمایی که لازم است