تجربة القياس (1)

الغرض من التجربة :

    تعلم كيفية القياس الدقيق بواسطة القدمة ذات الورنية (الفيرنية )وحساب حجم الأسطوانة.

الأدوات :

   جهاز القدمة و اسطوانة معدنية. 

النظري :

تستخدم القدمة ذات  الورنية لقياس الأطوال بدقة عالية ، وهي تتركب من مسطرة مدرجة نهايتها فك ثابت يتحرك عليها فك مدرج يمكن التحكم به بواسطة مسمار، كما هو موضح في الشكل أعلاه ، وعند القياس بإستخدام القدمة ذات الورنية نلاحظ أنّ الفك المتحرك مقسم إلى أقسام متساوية .

ومن المهم جداً قبل إستخدام القدمة ذات الورنية أن يتلامس الفكان أي أن ينطبق صفري التدريجين مع بعضهما البعض. ولإستخدام القدمة ذات الورنية نتبع الخطوات التالية :

1- نضع الجسم المراد إيجاد طوله بين فكي القدمة ذات الورنية.

2- نسجل قراءة الثابت وهي القراءة التي يشير إليها صفر المتحرك على الجزء الثابت من المسطرة ونأخذ القراءة الأقل.

3- نبحث عن أي خط من التدريج المتحرك منطبق على أي خط من التدريج الثابت ثمّ نحسب ترتيبه ونضرب في دقة الجهاز مثلاً 0.02 mm أو 0.05 mm .

4- نجمع القراءة على الثابت والقراءة على المتحرك لنحصل على القراءة الكلية.

 

من الشكل أعلاه نلاحظ أنّ خط الصفر على المتحرك يقع بين الملميتر 34 والملميتر 35 فنأخذ القراءة الأقل وهي 34 mm   وهي تمثل قراءة الثابت ، أما على المتحرك فالخط المطابق هو الخط رقم 3 فلو كانت دقة الجهاز 0.02 mm تكون قراءة المتحرك (3 × 0.02 = 0.06) فتكون القراءة الكلية :

34 + 0.06 = 34.06 mm

أما إذا كانت دقة الجهاز 0.05 mm فتكون قراءة المتحرك (3 × 0.05 = 0.15) فتكون القراءة الكلية :

34 + 0.15 = 34.15 mm

لحساب حجم الأسطوانة نستخدم العلاقة الرياضية التالية:

V = π r² L

V : هي حجم الأسطوانة    / r  : هو نصف قطر الأسطوانة  . L  : ارتفاع الاسطوانة 

طريقة العمل :

1- قس قطر الأسطوانة (D) بواسطة القدمة ثمّ نقسم القراءة على 2 لنحصل على نصف القطر (r)  ومن ثم أوجد نصف القطر. 

2- قم بقياس إرتفاع الأسطوانة (L).

3-  كرر الخطوتين أعلاه ثلاث مرات بحيث تكون القراءات من جهات مختلفة.

النتائج:

 

الحسابات :

        أحسب V₃ .  V₂ .  V₁  ثم أحسب V  المتوسطة  واحسب الخطأ .

الخلاصة :

         وجد أن حجم الاسطوانة يساوي........................