Các câu hỏi thực hành trong đề thi Vật lý

Các câu hỏi thực hành trong đề thi Vật lý tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả...

HƯỚNG TỚI KỲ THI QUỐC GIA HOÀN THIỆN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM TRONG VẬT LÝ

Đà Nẵng; ngày 10 tháng 5 năm 2015

Vật lý học là một môn khoa học thực nghiệm, đa số những định lý, định luật, thuyết… được xây dựng từ thực nghiệm Vì vậy, thí nghiệm thực hành Vật lý là một phần quan trọng không thể thiếu của môn học Vật lý trong chương trình học tập của sinh viên, học sinh ở các trường đại học, cao đẳng và trung học phổ thông, hơn hết là trong kỳ thi quốc gia Mục đích của tập tài liệu này là giúp

HS, SV:

1 Hiểu biết sâu sắc hơn những hiện tượng, định luật, định lý trong phần lý thuyết vật lý.

2 Nắm bắt được một số phương pháp đo và dụng cụ đo các đại lượng vật lý cơ bản, đồng thời biết cách đánh giá độ chính xác các kết quả của phép đo.

3 Rèn luyện tác phong thực nghiệm khoa học, góp phần xây dựng phương pháp nghiên cứu khoa học cần thiết cho kỹ sư, cử nhân tương lai.

Để học tập tốt phần thí nghiệm - thực hành Vật lý, trước tiên người tiến hành thí nghiệm phải hiểu rõ được phép đo các đại lượng Vật lý và cách tính sai số các phép đo này

Phần 1 LÝ THUYẾT SAI SỐ

Bài 1: CÁCH XÁC ĐỊNH SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ

I THẾ NÀO LÀ PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ

Mỗi tính chất vật lý của các đối tượng vật chất được đặc trưng bởi một đại lượng vật lý như:

độ dài, khối lượng, thời gian, vận tốc, gia tốc, nhiệt độ,

Để xác định định tính và định lượng các tính chất vật lý người ta phải tiến hành phép đo các đại lượng vật lý Phép đo các đại lượng vật lý là phép so sánh nó với một đại lượng cùng loại được quy ước chọn làm đơn vị đo Công cụ giúp chúng ta thực hiện việc so sánh trên được gọi là dụng cụ đo

+ Nếu so sánh trực tiếp đại lượng cần đo với dụng cụ đo thì ta gọi đó là phép đo trực tiếp + Những đại lượng không so sánh với dụng cụ đo mà được xác định thông qua các đại lượng

đo trực tiếp bằng các công thức toán học thì ta gọi đó là phép đo gián tiếp.

Kết quả phép đo một đại lượng vật lý được biểu diễn bởi một giá trị bằng số kèm theo đơn vị

đo tương ứng Thí dụ: độ dài của một cạnh cửa là L = 3,5m, khối lượng của một vật là m = 3kg, vận tốc của một chiếc ôtô là v = 60m/s,

Muốn thực hiện các phép đo người ta phải xây dựng lý thuyết của các phương pháp đo và sử dụng các dụng cụ đo như thước milimét, cân kỹ thuật, đồng hồ bấm giây, nhiệt kế, ampekế, vôn

kế,

Hiện nay chúng ta dùng các đơn vị đo được quy định trong bảng đo lường hợp pháp của nước

Việt Nam dựa trên cơ sở của hệ đơn vị quốc tế SI (Système International Unit) bao gồm:

+ Đơn vị cơ bản: như độ dài: mét (m), khối lượng: kilôgam (kg), thời gian: giây (s), cường độ dòng điện: ampe (A), cường độ sáng: candela (cd), lượng chất: mole (mol)…

+ Đơn vị dẫn xuất: như đơn vị đo vận tốc: mét trên giây (m/s), đơn vị đo cường độ điện trường: Vôn trên mét V/m,

II SAI SỐ CỦA CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐO

1 Nguyên nhân gây sai số

Độ nhạy và độ chính xác của dụng cụ đo bị giới hạn bởi giác quan của người làm thí nghiệm

thiếu nhạy cảm, điều kiện của các lần đo không thật ổn định, lý thuyết của phương pháp đo có tính chất gần đúng, Do đó, không thể đo chính xác tuyệt đối giá trị thực của đại lượng vật lý cần đo, nói cách khác là kết quả của phép đo có sai số Như vậy khi tiến hành phép đo, không những ta phải xác định giá trị của đại lượng cần đo, mà phải các định cả sai số của kết quả đo

* Vấn đề sai số: Có nhiều loại sai số gây ra bởi nhiều nguyên nhân khác nhau, trong đó người

tiến hành thí nghiệm cần chú ý các loại sai số quan trọng sau: sai số ngẫu nhiên và sai số hệ thống

Sai số ngẫu nhiên là loại sai số khiến cho kết quả đo khi thì lớn hơn, khi thì nhỏ hơn giá trị

thực của đại lượng cần đo Ví dụ: khi đo thời gian rơi tự do của một vật ta không thể bấm đồng hồ đúng thời điểm vật bắt đầu rơi cũng như không thể bấm đúng thời điểm vật bắt đầu chạm đất, mà thường bấm nhanh hơn hay chậm hơn các thời điểm thật của nó Sự không cẩn thận khi đo cũng là một trong những nguyên nhân gây ra sai số ngẫu nhiên Rõ ràng ta không thể khử được sai số ngẫu nhiên nhưng ta có thể giảm nhỏ giá trị của nó bằng cách thực hiện đo cẩn thận nhiều lần trong cùng điều kiện và xác định giá trị trung bình của nó dựa trên cơ sở của phép tính xác suất thống kê

Sai số dụng cụ là sai số do bản thân dụng cụ, thiết bị gây ra Thiết bị càng hoàn thiện thì sai

số dụng cụ càng nhỏ, nhưng thực tế không thể khử hết sai số dụng cụ

Sai số hệ thống là sai số làm cho kết quả đo hoặc bao giờ cũng lớn hơn hoặc bao giờ cũng

nhỏ hơn giá trị thực của đại lượng cần đo Ví dụ: một đồng hồ chạy nhanh mỗi phút 0,1s thì trong phép đo thời gian ta luôn luôn được khoảng thời gian lớn hơn thời gian thực mà hiện tượng vật lý xảy ra Sai số hệ thống thường do người làm thực nghiệm thiếu cẩn thận, do dụng cụ đo chưa được hiệu chỉnh đúng, vì thế sai số hệ thống là loại sai số có thể khử được, vấn đề này người làm thực nghiệm tự chú ý khắc phục

Tóm lại khi làm thí nghiệm chúng ta cần biết cách xác định hai loại sai số là sai số ngẫu nhiên của phép đo và sai số của dụng cụ đo Mặt khác trong quá trình thí nghiệm thì người tiến hành phải hết sức cẩn thận trong việc sử dụng dụng cụ đo và trong xử lý kết quả đo

2 Cách xác định sai số của phép đo các đại lượng đo trực tiếp

Phép đo các đại lương đo trực tiếp là phép đo mà kết quả của nó được đọc ngay trên thang của dụng cụ đo.

Giả sử đại lượng cần đo F có giá trị chính xác là A

Nếu đo trực tiếp đại lượng này n lần trong cùng điều kiện, ta sẽ nhận được các giá trị A 1 , A 2 ,

A 3 , ,A n khác với giá trị A Nhưng theo lý thuyết của phép tính xác suất thống kê, các giá trị A 1 , A 2 ,

A 3 , ,A n được phân bố đều đặn về cả hai phái lân cận giá trị chính xác A

Khi đó nếu số lần đo n là lớn, giá trị trung bình của chúng là:

=

= + + + +

i i

n

A A

A A

A

n n

A

1

3 2

Đây là giá trị gần đúng với giá trị A và được gọi là giá trị trung bình của đại lượng cần đo F Giá trị tuyệt đối của các hiệu số giữa những giá trị đo được A1, A2, A3, ,An và giá trị trung bình A được gọi là sai số tuyệt đối của mỗi lần đo

1 1

2 2

n n

∆ = −

Giá trị trung bình của các sai số tuyệt đối trong mỗi lần đo được gọi là sai số tuyệt đối trung bình của đại lượng F trong các lần đo, đó cũng là sai số ngẫu nhiên (trung bình) của phép đo

= ∆

=

∆ + +

∆ +

∆

=

n n

n A A

A A

1

2

Sai số tuyệt đối của phép đo (∆A) được xác định bằng tổng của sai số tuyệt đối trung bình của các lần đo∆ A và sai số dụng cụ (∆A) dc:

DC

∆ = ∆ + ∆

Nó cho biết giá trị trung bình của khoảng giá trị chính xác A của đại lượng cần đo F Như vậy giá trị chính xác của đại lượng A được viết là:

A A = ± ∆ A

Ví dụ 1: Dùng thước Panme có độ chính xác (tức độ chia nhỏ nhất) là 0,01mm để đo 5 lần đường

kính D của một ống trụ kim loại, ta được giá trị ghi trong bảng đo dưới đây:

Lần đo D (mm ) ∆D mm i( )

Giá trị Trung bình 21,506 0,017

Giá trị trung bình của đường kính D là:

21,52 21, 48 21,51 21,53 21, 49

21,506 5

Sai số tuyệt đối của từng lần đo được tính là:

i i

∆ = − với i = 1, 2, 3, n

(kết quả có trên bảng trên)

Thước Panme có độ chính xác là 0,01mm, tức là sai số dụng cụ trong trường hợp này bằng 0,01mm nên sai số tuyệt đối của phép đo được tính bằng:

0,017 0,01 0,027

dc

Sau khi làm tròn ta được ∆ D = 0,03 mm

Kết quả là: D = (21,51 ± 0,03) mm

• SAI SỐ TỈ ĐỐI

Độ chính xác của kết quả phép đo đại lượng F được đánh giá bằng sai số tỉ đối của đại lượng cần đo F Đó là tỷ số giữa sai số tuyệt đối ∆A với giá trị trung bình A

Đại lượng A A.100%

A

Sai số tỉ đối trung bình biểu diễn theo tỷ lệ phần trăm (%) Giá trị của nó càng nhỏ thì phép đo

càng chính xác.

 Các quy tắc làm tròn số

a Sai số tuyệt đối của phép đo không bao giờ chính xác hơn sai số của dụng cụ đo, trong ví dụ trên

thước cặp chỉ đo được chính xác tới 0,01mm, nên kết quả sai số chỉ cần giữ lại số đầu tiên sau dấu phẩy: ∆D = 1,64mm thì hai con số 6 và 4 là không chính xác, do đó phải làm tròn thành 0,2mm.

b Các sai số tuyệt đối và tương đối được quy tròn sao cho chúng chỉ viết tối đa với 2 chữ số có

nghĩa Còn giá trị trung bình của đại lượng cần đo phải quy tròn đến chữ số có nghĩa cùng bậc với sai số tuyệt đối của nó Tất cả các chữ số đều là số có nghĩa kể cả số 0, trừ những số 0 đầu tiên nằm ở phía bên trái của các chữ số ( ví dụ 0,32 có 2 chữ số có nghĩa, số 0,0320 có 4 chữ số

có nghĩa, số 03023 có 4 chữ số có nghĩa) Việc giữ lại một hay hai chữ số có nghĩa tùy thuộc vào

độ chính xác của dụng cụ đo, trong trường hợp dụng cụ có độ chính xác cao chúng ta giữ lại hai chữ số có nghĩa, trong trường hợp độ chính xác của dụng cụ thấp hơn ta giữ lại một chữ số có nghĩa sao cho phù hợp với quy tắc a.

c Việc làm tròn số tuân theo quy tắc thông thường, nghĩa là các số từ 5 đến 9 quy thành 10, còn

các số từ 0 đến 4 quy thành 0; ví dụ 2,05 viết thành 2,1; 3,42 viết thành 3,4.

 Cách xác định sai số dụng cụ

a Thông thường, sai số dụng cụ lấy bằng giá trị của độ chính xác (tức bằng một độ chia nhỏ nhất) của dụng cụ đo, trừ trường hợp một độ chia nhỏ nhất của dụng cụ có kích thước quá lớn so với khả năng phân giải của mắt người làm thí nghiệm thì có thể lấy phân nửa độ chia.

b Đối với các đồng hồ điện (ampekế, vônkế, ) thì sai số dụng cụ (∆A) dc được tính theo công thức: (∆A) dc = δ.A m

Trong đó A m là giá trị cực đại trên thang đo của đồng hồ điện δ là cấp chính xác của đồng hồ

đo điện (ghi trên mặt thang đo) và nó biểu thị sai số tương đối (tính ra phần trăm) của giá trị cực đại A m của đồng hồ đo điện.

Ví dụ: Một miliampekế có cấp chính xác là δ = 1 và thang đo sử dụng có giá trị cực đại I m =

100 mA, thì sai số dụng cụ của bất kỳ giá trị nào mà nó đo được trên thang đo này cũng có giá trị bằng:

( ∆ I)dc = 1%.100 = 1mA

Nếu thang đo có 100 vạch chia thì độ chia nhỏ nhất trên thang đo của miliampekế có giá trị bằng 1mA Khi đó không được phép lấy sai số dụng cụ bằng 1/ 2 độ chia nhỏ nhất trên thang đo của miliampekế.

Thí dụ 2: Một miliampekế có cấp chính xác δ = 1,5 và thang đo sử dụng giá trị cực đại I m =

100 mA, thì sai số dụng cụ của bất kỳ giá trị nào mà nó đo được trên thang đo này cũng có giá trị bằng:

( ∆ I)dc = 1,5%.100 = 1,5mA

Nếu thang đo có 100 vạch chia thì độ chia nhỏ nhất trên thang đo của miliampe kế có giá trị bằng 1mA Khi đó không được phép lấy sai số dụng cụ bằng một độ chia nhỏ nhất trên thang đo của miliampe kế (bằng 1mA) mà phải lấy sai số dụng cụ bằng 1,5mA.

c Sai số dụng cụ của các thiết bị đo hiện số được xác định bằng tổng của sai số tính được theo cấp chính xác và tùy thuộc thang đo như đối với đồng hồ đo điện (mục b) cộng với một đơn vị của chữ số cuối cùng hiện lên màn hình Ví dụ một đồng hồ vôn kế hiện số có cấp chính xác là 1 (δ = 1%), ta dùng thang đo có giá trị cực đại U max = 10 V; giá trị hiệu điện thế đang đo hiện trên màn hình là 5,7 V (một đơn vị của chữ số cuối cùng, số 7 tương ứng với 0,1 V); sai số dụng cụ

( ∆ U)dc = 1%.10V + 0,1V = 0,2V.

3 Cách xác định sai số đối với phép đo các đại lượng đo gián tiếp

a) Phép đo gián tiếp: là phép đo mà kết qủa đo được xác định gián tiếp thông qua các đại lượng đo

trực tiếp được biểu diễn bằng quan hệ qua những công thức hay quan hệ hàm giữa các đại lượng cần

đo với các đại lượng đo trực tiếp

Thí dụ: Khối lượng riêng được xác định gián tiếp qua công thức m

V

ρ = trong đó khối lượng m

được đo trực tiếp bằng cân kỹ thuật, thể tích V được đo bằng thước kẹp,

b) Cách tính sai số của phép đo gián tiếp

Giả sử đại lượng cần đo F liên hệ với các đại lượng đo trực tiếp x, y, z theo hàm số

F = f ( x, y, z )

Để xác định sai số tuyệt đối của đại lượng F ta làm như sau:

+ Lấy vi phân hàm F

z

F dy y

F dx x

F

∂

∂ +

∂

∂ +

∂

∂

= + Dựa vào phương pháp toán học ta thay các dấu vi phân bằng dấu gia số

z

F y y

F x x

F

∆

∂

∂ +

∆

∂

∂ +

∆

∂

+ Vì không biết rõ chiều thay đổi (tăng hay giảm) của các sai số ∆x, ∆y, ∆z ta phải chọn giá trị

lớn nhất của sai số ∆F bằng cách lấy tổng trị tuyệt đối của các vi phân riêng phần trong biểu thức

trên:

z

z

F y y

F x x

F

∂

∂ +

∆

∂

∂ +

∆

∂

∂

=

Sai số tương đối cũng có thể xác định theo phép tính vi phân như sau: (CÁCH NÀY TỔNG QUÁT NHẤT)

 Tính loga nêpe của hàm số: lnF = ln f(x, y, z)

 Tính vi phân toàn phần của lnF: d(lnF) =

F dF

 Rút gọn biểu thức vi phân toàn phần

F

dF bằng cách gộp những vi phân riêng phần chứa cùng

vi phân của biến số dx, hoặc dy, hoặc dz.

 Lấy tổng trị tuyệt đối của vi phân riêng phần Thay dấu vi phân “d” bằng dấu sai số “∆”, đồng thời thay x, y, z bằng các giá trị trung bình của chúng

Thí dụ: Đo lực ma sát của ổ trục quay theo công thức

f ms = mg.

h

h h

h

2 1

2 1

+

−

Theo quy tắc nêu trên, trước hết ta tính

Lnf ms = ln m + ln g + ln (h 1 - h 2 ) - ln (h 1 + h 2 )

Sau đó, tính vi phân toàn phần của ln fms

2 1

2 1 2

1

2

(

h h

h h d h

h

h h d g

dg m

dm f

df

ms

ms

+

+

−

−

− +

+

Rút gọn biểu thức của vi phân toàn phần ta tìm được:

2

2 1

2 1 1

( 2

h h

dh h dh h g

dg m

dm f

df

ms

ms

−

− +

+

=

Lấy tổng giá trị tuyệt đối của các vi phân riêng phần bằng cách thay dấu (-) trước dh 2 thành

dấu (+) Thay dấu vi phân “d” bằng dấu sai số “∆” và thay các đại lượng đo trực tiếp bằng các giá trị trung bình của chúng:

2 2

1 2

2( )

ms

f

−

Chú ý: Ta có thể tính sai số của phép đo gián tiếp tuân theo hai quy tắc như sau:

a) Nếu công thức của đại lượng cần đo F là một tổng hoặc một hiệu của đại lượng đo trực tiếp x và y, thì tính sai số tuyệt đối trung bình trước:

F = x ± y ∆ F = ∆ x + ∆ y

Sau đó mới tính giá trị trung bình F và suy ra sai số tỉ đối

b) Ngược lại, nếu công thức của đại lượng cần đo F là một tích số hay một thương số của đại lượng

đo trực tiếp x và y, thì phải tính sai số tương đối trước:

F = x y hoặc F =

y x

Và F x y x y

Sau khi xác định được sai số tỉ đối ε, ta mới tính giá trị trung bình F và suy ra sai số tuyệt đối c) Vì các sai số được quy tròn và giữ lại hai số có nghĩa, trong công thức tính sai số tương đối, nếu

có một số hạng lớn gấp 10 lần một số hạng khác, ta có thể bỏ qua số hạng này, với điều kiện tổng của tất cả các số hạng bỏ đi vẫn nhỏ hơn nhiều so với số hạng lớn giữ lại

d) Nếu trong công thức tính đại lượng cần đo F có chứa những số cho trước (không ghi sai số kèm theo) hoặc chứa những hằng số thì sai số của chúng được xác định kèm theo quy tắc sau:

Sai số tuyệt đối của đại lượng cho trước lấy bằng một đơn vị của những chữ số cuối cùng của

nó

Thí dụ: Cho D = 12,0 mm thì lấy ∆D = 0,1 mm

Đối với những hằng số như (π, g, e, ) thì lấy giá trị của hằng số đến chữ số mà sai số tương đối của hằng số đó nhỏ hơn hoắc bằng 1/10 giá trị của ít nhất một sai số tương đối của hằng số đó trong công thức tính

Ví dụ 2: Thể tích của khối trụ được tính theo công thức 1 2

4

V = πD h, biết đường kính đáy trụ

D = ( 30,2 ± 0,1) mm và chiều cao của trụ h = (50,1 ± 0,1) mm

1 , 50

1 , 0 2 , 30

1 , 0 2

2∆ +∆ = ∆ + + = ∆ + +

∆

=

∆

π

π π

π π

π

h

h D

D V

V

Nên phải lấy ∆π = 3,141 để 0,0003

141 , 3

001 ,

=

∆ π

π < 0,0086/10 = 0,00086

Khi đó V =3,141.30,3.50,1=4752,395≈4752mm3

Và ∆ V = ε V = 0 , 0089 4752 = 42 , 29 ≈ 40mm3

Kết quả: V = 4750 ± 40 mm3

Hay viết thành: V = (475 ± 4) 10 mm3; ε = 0,009 = 0,9%

Phương pháp đồ thị biểu diễn kết quả đo

Ngoài phương pháp biểu diễn kết quả đo trên, phương pháp biểu diễn kết quả đo bằng đồ thị được ứng dụng nhiều trong thí nghiệm vật lý Phương pháp này cho phép:

1/ Thể hiện một cách trực quan sự phụ thuộc hàm số của một đại lượng vật lý này vào một đại lượng vật lý khác Thí dụ: nghiên cứu sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào nhiệt độ t, ta được các số liệu trong bảng dưới đây:

t ( 0C) 0,0 ± 0,1 1,0 ± 0,1 2,0 ± 0,1 3,0 ± 0,1 4,0 ± 0,1 5,0 ± 0,1

R (Ω) 20 ± 2 60 ± 3 80 ± 2 100 ± 3 120 ± 2 140 ± 2

Căn cứ vào bảng số liệu trên, vẽ đồ thị biểu diễn hàm số R = f (t) như sau:

a/ Vẽ một hệ trục tọa độ vuông góc trên giấy kẻ ô milimét Chọn tỷ lệ thích hợp trên các trục để đồ thị được cân đối, rõ ràng, chính xác

Trên trục tung ghi các giá trị của R, trên trục hoành ghi các giá trị của t

b/ Với mỗi cặp giá trị tương ứng của R và t, vẽ một điểm đánh dấu bằng một chữ thập có kích thước ngang bằng giá trị sai số của R

c/ Vẽ đường biểu diễn thành một đường liên tục (thẳng hoặc cong) sao cho giao điểm của các chữ thập phân bố đều về cả hai phía của nó Đường biểu diễn như vậy là đường trung bình của các điểm

đo được

2/ Nội suy các giá trị của hàm số ứng với các giá trị của đối số không có trong bảng số liệu nêu trên:

Sau khi vẽ đồ thị R = f (t) theo các số liệu đã đo được, ta có thể tìm được giá trị của điện trở R1 tương ứng với nhiệt độ t1 đã cho bằng cách đặt giá trị của t1 lên trục hoành, rồi kẻ một đường song song với trục tung đi qua điểm t1 và cắt đồ thị tại một điểm M nào đó

Tung độ của điểm M cho biết giá trị của điện trở R1 Muốn xác định sai số ∆R của điện trở ta lấy giá trị ±∆t rồi kẻ hai đường bao đi qua hai điểm -∆R và +∆R cắt đồ thị ở hai điểm Từ hai điểm này, kẻ hai đường song song với trục hoành, giao điểm của hai đường đo với trục tung xác định giá trị ±∆R

III CÁC DỤNG CỤ ĐO THƯỜNG GẶP

1) Thước kẹp: Thước kẹp là dụng cụ đo độ dài.

- Độ chính xác: Chính là sai số của dụng cụ đo có giá trị là 0,02mm hoặc 0,05mm.

Hình ảnh thước kẹp:

- Cấu tạo:

Ảnh thước kẹp Ngàm trên

Ngàm dưới

Cấu tạo thước kẹp gồm một thước chính T (thước cố định)

được chia đều thành từng milimét và một Du xích (thước trượt)

được chế tạo sao cho N độ chia của nó có độ dài đúng bằng N-1

độ chia của thước chính Gọi a là giá trị của mỗi độ chia trên

thước chính, b là giá trị của mỗi độ chia trên Du xích, ta có điều

kiện:

N

Đặt a

N

δ =

Đại lượng δ được gọi là độ chính xác của Du xích, nó cho biết độ sai lệch giữa giá trị mỗi độ chia của thước chính và mỗi độ chia của Du xích

Độ chia trên thước T là a = 1mm nên nếu số vạch trên Du xích là N = 50 thì δ = 0,02 mm; Nếu

N = 20 thì δ = 0,05 mm

Cách đo và đọc số liệu:

- Đưa vật cần đo vào giữa hai ngàm của thước kẹp Nếu đo đường kính trong thì dùng ngàm trên, nếu đo đường kính ngoài thì dùng ngàm dưới.

- Dùng ta đẩy núm nhỏ phía trên thước chính sao cho hai ngàm của thước sít chặt vào vật, vặn núm nhỏ chặt lại để cố định thước.

- Căn cứ vào vị trí của các vạch trên thước chính và du xích để đọc số liệu Gọi

d là giá trị cần đo, ta có công thức đọc như sau:

d n m = + δ mm

Trong đó: n là số vạch chia trên thước chính nằm giữa hai vạch số 0 trên thước chính và

du xích Hay là số vạch trên thước chính nằm bên trái vạch số 0 của thước phụ.

m là vạch thứ m trên thước phụ, trùng nhất với vạch bất kỳ trên thước chính.

δ là sai số hay cấp chính xác của thước

Ví dụ: Ta dùng thước có δ =0,02mm Theo hình vẽ trên, ta đọc phép đo như sau:

13 21.0,02 13, 42

21

2) Thước Panme: Là dụng cụ đo độ dài từ 0 – 25mm.

- Độ chính xác: 0,01mm

 Cấu tạo:

Gồm một cán thước hình chữ U mang trục vít vi cấp 1 và đầu tựa cố định 2

Một thước kép có các độ chia nằm sole nhau, cách nhau 0,05mm nằm phía trên và phía dưới của đường thẳng chuẩn nằm ngang trên thân trụ 3

Một cần gạt nhỏ 4 dùng hãm trục vít 1 Một thước tròn có 50 độ chia bằng nhau nằm ở sát mép trái của trụ rỗng 5, bao quanh thân trụ 3

Khi vặn đầu 6 của trục vít 1, thước tròn sẽ quanh và tịnh tiến theo bước ren h = 0,05mm của trục vít 1 Như vậy, khi thước tròn quay đúng một vòng ứng với N = 50 độ chia thì đồng thời nó tịnh tiến một đoạn h = 0,5mm dọc theo thước kép Mỗi độ chia trên thước tròn ứng với giá trị:

0,5 0,01 50

h

mm N

Giá trị này được gọi là sai số của dụng cụ đo hay cấp chính xác của dụng cụ đo

 Cách đo và đọc số liệu

Để đo chiều dài vật nhỏ nào đó, chúng ta làm theo các bước sau:

+ Vặn đầu 6 của trục vít 1 cùng chiều kim đồng hồ sao cho nghe tiếng “tạch tạch” văng lên thì dừng lại, kiểm tra xem vạch số 0 trên mép thước tròn đã trùng với đường chuẩn nằm ngang và mép thước tròn trùng với vạch số 0 trên trước cố định 3 chưa, Nếu chưa trùng thì yêu cầu giáo viên hướng dẫn hiệu chỉnh thước cho đúng như trên

+ Vặn đầu 6 của trục vít 1 ngược chiều kim đồng hồ cho đến khi bỏ vừa vật cần đo vào giữa hai khe

1 và 2 một cách dễ dàng Sau đó vặn đầu 6 của trục vít 1 ngược chiều kim đồng hồ (KHÔNG ĐƯỢC CẦM TRÊN TRỤ RỖNG 5 ĐỂ QUAY) sao cho nghe tiếng kêu tạch tạch thì ta phải gạt

nhỏ 4 dùng hãm trục vít 1 lại để tiến hành đọc số liệu:

Có hai trường hợp xảy ra khi đo:

+ Nếu mép thước tròn nằm sát bên phải vạch chia thứ N của thước milimet ở phía trên đường chuẩn ngang, đồng thời đường chuẩn ngang sát vạch thứ n của thước tròn thì:

0,01 ( )

Ví dụ: Giả sử hệ thống các vạch trên thước được biểu diễn như

hình vẽ.

Ta đọc như sau:

1 50 49 48 47 46 45

0 1 2 3 4 5

2 1 4 3 5 6

5 48.0,01 5, 48

+ Nếu mép thước tròn nằm sát bên phải vạch chia thứ N của thước milimet ở phía dưới đường chuẩn ngang, đồng thời đường chuẩn ngang sát vạch thứ n của thước tròn thì:

0,5 0,01 ( )

Ví dụ: Giả sử hệ thống các vạch trên thước được biểu diễn như

hình vẽ

Ta đọc như sau:

6 0,5 47.0, 01 6,97

Chú ý:

- Các giá trị n, N là số vạch chia nên là các số nguyên.

- Không được cầm trụ rỗng 5 quay khi sít vật để đo.

trong giới hạn 0 - 200g với độ chính xác 0,02g

 Cấu tạo

một con dao O hình lăng trụ tam giác bằng thép cứng,

hai đầu của đòn cân cũng có hai con dao O1 và O2

O2 quay lên trên và được đặt song song với cạnh của con dao O, đồng thời chúng nằm cách đều cạnh của con dao O nên các cánh tay đòn OO1 bằng OO2 = L Trên hai con dao O1 và O2 có treo hai chiếc móc mang hai đĩa cân giống nhau Nhờ một kim dài K gắn vào đòn cân (ở ngay phía dưới con dao O) và một thước nhỏ T trên thân chân trụ, ta có thể xác định chỉ đúng số 0 của thước nhỏ T Có thể điều chỉnh vị trí cân bằng của cân nhờ hai vít nhỏ Đ ở mỗi đầu của đòn cân Toàn bộ cân đặt trên đế cân đựng trong tủ kính, dưới đế cân có hai vít xoay V dùng điều chỉnh cho trụ cân thẳng đứng

Ở mặt trước của trụ cân có một núm xoay N dùng nâng hoặc hạ đòn cân lên xuống theo phương thẳng đứng Khi nâng đòn cân lên, cạnh của con dao O không tựa trên mặt phẳng ngang của trụ cân:

“cân ở vị trí nghỉ ” Khi hạ đòn cân xuống cạnh của con dao O tỳ lên mặt phẳng ngang và đòn cân có thể dao động nhẹ quanh cạnh của con dao O: “ cân ở vị trí làm việc “ Đồng thời còn có một hộp gỗ đựng các quả cân từ 10 đến 100g Có thể dịch chuyển một quả cân nhỏ C đặt ngay trên đòn cân - gọi

Cân kỹ thuật



0 1 2 3 4 5 6

1 50 49 48 47 46 45 44 43 42