ĐO CHIỀU DÀI BẰNG THƯỚC KẸP, PANME

I. Mục đích thí nghiệm Nghiên cứu cách sử dụng một số dụng cụ đo chiều dài cơ bản như thước kẹp, panme, … Thực hành dùng thước kẹp, panme xác định kích thước một số vật thể. II. Cơ sở lý thuyết 1. Thước kẹp Thước kẹp là dụng cụ để đo chiều dài có độ chính xác cao, nó được cấu tạo gồm: Hàm kẹp A, C là bộ phận cố định với thước chính. Trên thân thước có các vạch chia, phía dưới là hệ vạch chia đến milimet, phía trên chia theo inch Hàm kẹp B, D được gắn với du xích, du xích có thể trượt dọc theo chân thước. Du xích được chia thành N độ chia đều bằng nhau sao cho N độ chịa này có chiều dài bằng (kN1) độ chia trên thước chính. Gọi a là độ dài mỗi độ chia trên thước chinh, a_olà giá trị mỗi dọ chia trên du xích, ta có : Na_0=(kN1)a với k = 1,2,3,… Khi hàm kẹp A và B khít nhau, vạch 0 của thước chính và vạch 0 của du xích trùng nhau. Để đo kích thước một vật ta sử dụng hàm kẹp A, B hoặc C, D hoặc E. Chiều dài cần đo (chính là khoảng cách giữa hai mép trong của hàm A, B hoặc giữa hai mép ngoài của hàm C, D hoặc chiều dài của thanh E) bằng khoảng cách giữa vạch 0 của du xích và vạch 0 của thước chính. Giả sử vạch 0 của du xích nằm trong khoảng giữa vạch thứ m và thứ (m + 1) của thước chính. Chiều dài L cần đo được xác định: L=ma+b=ma+n aN (1) Trong đó ma là phần nguyên b=naN là phần lẻ, n là số thứ tự của vạch trên du xích trùng nhất với một vạch bất kỳ trên thước chính. Cách đo chiều dài bằng thước kẹp: Xác định a, N của thước kẹp. Kiểm tra sự trùng của hai vạch 0 (trên du xích và thước chính). Kẹp vật cần đo vào hàm kẹp thích hợp (A, B hoặc C, D hoặc E). Dùng tay ấn du xích cho kẹp khít vào vật cần đo, sau đó xác định m, n. Chiều dài cần đo được tính (nhẩm) theo công thức (1). 2. Panme Panme là dụng cụ đo chiều dài với dộ chính xác cao hơn thước kẹp, khoảng 10(2)mm. Cấu tạo của panme gồm: Thước chính được gắn cố định với cán thước, trên đó có hàm kẹp. Trên thước chính được chia thanh các vạch chia, mỗi vạch chia có giá trị là a. Trụ xoay được gắn với hàm kẹp, khi xoay chúng có thể chuyển động tịnh tiến dọc phía trong thân thước chính. Trên trụ xoay được chia thành N vạch chia đều nhau. Ở phía cuối trụ được gắn núm vặn dùng để vặn kẹp vật khi đo. Vít dùng để cố định trụ xoay. Ban đầu, khi hai hàm kẹp khít vào nhau, vạch số trên vòng thẳng với trục thước chính. Khi xoay trụ, khoảng cách giữa hai hàm kẹp bằng từ vạch 0 của thước chính đến mép vòng tròn của trụ. Giả sử khi đó mép vòng tròn của trụ ở khoảng giữa vạch thứ n và thứ (n +1) trên thước chính, vạch thứ m trên vòng trụ xoay thẳng với vạch thẳng của thước chính thì chiều dài này được xác định: L=na+m aN (2) Cách đo chiều dài bằng panme: Kiểm tra sự trùng của vạch số 0 trên vòng với vạch thẳng của thước chính. Nếu lệch ta cần xác định số vạch lêch, lệch âm hay lệch dương để hiệu chỉnh trong khi ghi kết quả. Đặt vật cần đo giữa hai vít kẹp, dùng núm vặn để vặn kẹp vật. Núm vặn có cá trượt, khi nào vặn trượt kêu “tạch, tạch” thì dừng lại (tránh vặn quá chặt làm biến dạng vật cần đo). Đọc các giá trị m, n và tính kết quả theo công thức (2). III. Kết quả thực nghiệm

BẢNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

Bài thí nghiệm số 01

ĐO CHIỀU DÀI BẰNG THƯỚC KẸP, PANME

I Mục đích thí nghiệm

- Nghiên cứu cách sử dụng một số dụng cụ đo chiều dài cơ bản như thước kẹp, panme, …

- Thực hành dùng thước kẹp, panme xác định kích thước một số vật thể

II Cơ sở lý thuyết

1 Thước kẹp

- Thước kẹp là dụng cụ để đo chiều dài có độ chính xác cao, nó được cấu tạo gồm:

 Hàm kẹp A, C là bộ phận cố định với thước chính Trên thân thước có các vạch chia, phía dưới là hệ vạch chia đến milimet, phía trên chia theo inch

 Hàm kẹp B, D được gắn với du xích, du xích có thể trượt dọc theo chân thước

- Du xích được chia thành N độ chia đều bằng nhau sao cho N độ chịa này có chiều dài bằng (𝑘𝑁 − 1) độ chia trên thước chính Gọi a là độ dài mỗi độ chia trên thước chinh, 𝑎 là giá trị mỗi dọ chia trên du xích, ta có : 𝑁𝑎 = (𝑘𝑁 − 1)𝑎 với k = 1,2,3,…

- Khi hàm kẹp A và B khít nhau, vạch 0 của thước chính và vạch 0 của du xích trùng nhau Để

đo kích thước một vật ta sử dụng hàm kẹp A, B hoặc C, D hoặc E Chiều dài cần đo (chính

là khoảng cách giữa hai mép trong của hàm A, B hoặc giữa hai mép ngoài của hàm C, D hoặc chiều dài của thanh E) bằng khoảng cách giữa vạch 0 của du xích và vạch 0 của thước chính Giả sử vạch 0 của du xích nằm trong khoảng giữa vạch thứ m và thứ (m + 1) của thước chính Chiều dài L cần đo được xác định:

𝐿 = 𝑚𝑎 + 𝑏 = 𝑚𝑎 + 𝑛 (1)

- Trong đó ma là phần nguyên 𝑏 = 𝑛𝑎/𝑁 là phần lẻ, n là số thứ tự của vạch trên du xích trùng nhất với một vạch bất kỳ trên thước chính

- Cách đo chiều dài bằng thước kẹp:

 Xác định a, N của thước kẹp Kiểm tra sự trùng của hai vạch 0 (trên du xích và thước chính)

 Kẹp vật cần đo vào hàm kẹp thích hợp (A, B hoặc C, D hoặc E)

 Dùng tay ấn du xích cho kẹp khít vào vật cần đo, sau đó xác định m, n

 Chiều dài cần đo được tính (nhẩm) theo công thức (1)

2 Panme

- Panme là dụng cụ đo chiều dài với dộ chính xác cao hơn thước kẹp, khoảng 10 mm

- Cấu tạo của panme gồm:

 Thước chính được gắn cố định với cán thước, trên đó có hàm kẹp Trên thước chính được chia thanh các vạch chia, mỗi vạch chia có giá trị là a

 Trụ xoay được gắn với hàm kẹp, khi xoay chúng có thể chuyển động tịnh tiến dọc

phía trong thân thước chính Trên trụ xoay được chia thành N vạch chia đều nhau Ở phía cuối trụ được gắn núm vặn dùng để vặn kẹp vật khi đo

 Vít dùng để cố định trụ xoay

 Ban đầu, khi hai hàm kẹp khít vào nhau, vạch số trên vòng thẳng với trục thước chính Khi xoay trụ, khoảng cách giữa hai hàm kẹp bằng từ vạch 0 của thước chính đến mép vòng tròn của trụ Giả sử khi đó mép vòng tròn của trụ ở khoảng giữa vạch thứ n và thứ (n +1) trên thước chính, vạch thứ m trên vòng trụ xoay thẳng với vạch thẳng của thước chính thì chiều dài này được xác định:

𝐿 = 𝑛𝑎 + 𝑚 (2)

- Cách đo chiều dài bằng panme:

 Kiểm tra sự trùng của vạch số 0 trên vòng với vạch thẳng của thước chính Nếu lệch ta cần xác định số vạch lêch, lệch âm hay lệch dương để hiệu chỉnh trong khi ghi kết

quả

 Đặt vật cần đo giữa hai vít kẹp, dùng núm vặn để vặn kẹp vật Núm vặn có cá trượt, khi nào vặn trượt kêu “tạch, tạch” thì dừng lại (tránh vặn quá chặt làm biến dạng vật cần đo)

 Đọc các giá trị m, n và tính kết quả theo công thức (2)

III Kết quả thực nghiệm

Bảng 1 Kết quả đo các kích thước của trụ nhựa

𝒙 = 𝒙 ± ∆𝒙 𝑳 = 𝟖𝟖 ± 𝟎 𝟎𝟔 𝑫𝒏 = 𝟓𝟒, 𝟏𝟓

± 𝟎 𝟎𝟐

𝑫𝒕 = 𝟏𝟖, 𝟐𝟐

± 𝟎 𝟎𝟑

𝒉 = 𝟒𝟏, 𝟏𝟏 ± 𝟎 𝟎𝟗

Bảng 2 Kết quả đo các kích thước của trụ sắt

2 100,10 9,10

𝒙 = 𝒙 ± ∆𝒙 𝑳 = 𝟏𝟎𝟎 𝟎𝟗 ± 𝟎 𝟎𝟑 𝑫 = 𝟗, 𝟏 ± 𝟎, 𝟎𝟐

Bảng 3 Kết quả đo các kích thước của hình hộp

𝒙 = 𝒙 ± ∆𝒙 𝒂 = 𝟐𝟗, 𝟐𝟏 ± 𝟎 𝟎𝟑 𝒃 = 𝟏𝟒, 𝟗𝟕 ± 𝟎 𝟎𝟒 𝒄 = 𝟒𝟑, 𝟕𝟏 ± 𝟎 𝟎𝟑

 Tính thể tích của hình hộp:

𝑎 = (29,21 ± 0,03)𝑚𝑚

𝑏 = (14,97 ± 0,04)𝑚𝑚

𝑐 = (43,71 ± 0,03)𝑚𝑚

𝑉 = 𝑎 × 𝑏 × 𝑐̅ = 19113,23 (𝑚𝑚 )

 Tính sai số của thể tích hình hộp:

𝑉 = 𝑎 𝑏 𝑐 𝑙𝑛𝑉 = 𝑙𝑛𝑎 + 𝑙𝑛𝑏 + 𝑙𝑛𝑐

𝛿 = ∆𝑎

𝑎 +

∆𝑏

𝑏 +

∆𝑐

𝑏 =

0,03 29,21+

0,04 14,97+

0,03 43,71

𝛿 = 0,004 ⟹ ∆𝑉 = 𝛿 𝑉 = 76,45 (𝑚𝑚 )

𝑉 = (19113,23 ± 76,45)(𝑚𝑚 )

Bảng 4 Kết quả đo bề dày S tấm thép (mục 4), đường kính D của trụ sắt (mục 5)

Lần đo 𝑺 (𝒎𝒎) 𝑫 (𝒎𝒎)

Ngày …21 tháng …08… năm … 2021…… Xác nhận của giáo viên hướng dẫn thí nghiệm

IV Nhận xét

Nguyên nhân dẫn đến sai số:

- Do thước kep, panme, vật kẹp bị han rỉ, lỏng vít,…

- Do người thực hành không thao tác đúng, quan sát không chính xác

- Do chưa điều chỉnh độ lệch của thước