Шприц и игла

A1. Наклеим на боковую стенку пробирки полоску малярного скотча вдоль ее образующей. перенесем шкалу шприца на скотч. Заливая воду шприцем в пробирку, определим сколько миллилитров воды укладывается между делениями шкалы. Так, между \(l_{1}=88~дел\) (\(дел\) – деления шкалы) укладывается \(V_{1}=3.00~мл\) воды. Оставим в пробирке часть воды и будем помещать в пробирку шприц с полностью погруженным в него поршнем. Заметим положения уровня воды в пробирке тогда, когда в нее погружен только кончик шприца, и когда шприц будет погружен в нее до отметки на его шкале, отмечающей 100 дел. Разность между уровнями воды по шкале на пробирке \(l_{2}=97-36=61~дел\) дает возможность определить объем внешней цилиндрической части шприца, расположенной между нулевым и сотым делениями:

\[V_{2}=l_{2} \frac{V_{1}}{l_{1}}=2.08~мл \qquad(2)\]Отношение внешнего и внутреннего диаметров цилиндрической части шприца найдем из соотношения объемов, высотой в \(l_{0}=100~дел\), с искомыми диаметрами:\[\alpha=\frac{D}{d}=\sqrt{\frac{V_{2}}{V_{0}}}=1.44 \qquad(3)\]где \(V_0=1~мл\) – объем внутренней части шприца.

Ответ:

\[\alpha=1.44\]

A2. Найдем внешний диаметр шприца в величине делений шкалы шприца. Для этого прокатим шприц по бумаге, предварительно помещенной на стол, с помощью пробирки, на которую перенесена шкала шприца. Совершив \(N=10\) оборотов, шприц смещается относительно пробирки на величину \(l_{3}=370~дел\). Тогда его внешний диаметр составит:\[D=\frac{l_{3}}{\pi N}=11.8~дел \qquad(4)\]Величину внутреннего диаметра шприца найдем с помощью вычисленного ранее отношения диаметров: \[d=\frac{D}{\alpha}=8.2~дел \qquad(5)\] Для нахождения расстояния в миллиметрах, соответствующего делению шприца, запишем внутренний объем шприца между нулевым и сотым делениями в кубических делениях шкалы шприца \[V_{0}=l_{0} \frac{\pi d^{2}}{4}=5278~дел^{3} \qquad(6)\] Так как данная величина известна в метрических единицах измерения, найдем соответствие между шкалой делений шприца и обычной метрической шкалой измерений: \[V_0 = 5278~дел^3=1000~мм^3\\ \qquad(7) 17.4~дел=10~мм\\ дел=0.57~мм\] Таким образом, внутренний диаметр шприца в миллиметрах составит:\[d=\frac{D}{\alpha}=8.2~дел\cdot 0.57~мм/дел =4.7~мм.\qquad(8)\] Толщину стенок определим с помощью вычисленного ранее отношения внешнего и внутреннего диаметров цилиндрической части шприца:\[\alpha=\frac{D}{d}=\frac{d+2h}{d}\\ \qquad(9) h=\left(\alpha-1\right)\frac{d}{2}=1.03~мм\]

Ответ:

\[h=1.03~мм,\qquad d=4.7~мм\]

A3. Определим внешний диаметр иглы, прокатив ее пробиркой со шкалой по бумаге, предварительно расположенной на столе. Игла, совершив \(N_1=25\) оборотов сместилась пробирки на \(l_4=100~дел\). Таким образом, ее внешний диаметр составит:\[D_1=\frac{l_4}{\pi N_1}=1.36~дел=0.73~мм \qquad(10)\]

Ответ:

\[D_1=0.73~мм\]

Нальем термоклей в жидком состоянии в силиконовый лоточек. Поместим в него иглу (ту, что с креплением под шприц). Подождем несколько минут пока клей застынет. Достанем иглу и клей из силиконового лоточка. Вынем из клея иглу. Обрежем получившуюся клеевую форму так, чтобы она образовывала открытую с двух сторон трубку. Диаметр этой трубки с хорошей точностью совпадает с внешним диаметром иглы. Подсоединим к этой трубке с одной стороны иглу без канюли, а с другой иглу со шприцем. Поместим свободный конец конструкции в воду и будем аккуратно затягивать воду с помощью шприца в иглу. Когда вода полностью заполнит иглу в трубке можно будет заметить появление границы воздух-вода. Вынем иглу из воды в тот момент, когда граница воздух-вода находится на крае иглы. Затянем всю воду из иглы в трубку. Длина столба воды в трубке из термоклея составит \(l_5=24~дел\), длина иглы без канюли \(l_6=55~дел\). Так как объем воды внутри иглы совпадает с объемом воды внутри трубки из термоклея, то отношение их длин будет равно обратному отношению их внутренних сечений. Поэтому для внутреннего диаметра иглы имеем:\[d_1=D_1\sqrt\frac{l_5}{l_6}=0.48~мм\qquad(11)\]Окончательно для толщины стенки иглы:

\[h_{1}=\frac{D_{1}-d_{1}}{2}=0.12~мм\qquad(12)\]

Ответ:

\[d_1=0.48~мм,\qquad h_{1}=0.12~мм\]

Источник: pho.rs/p/4368.