Капля на стекле

Объём \(V_{\text{к}}\) найдите по числу капелек и объёму вытекшей воды; для диаметра учитывайте, что его можно определить с точностью до половины цены деления миллиметровой бумаги.

1. Набираем полный шприц воды и, удерживая его в вертикальном положении, медленно выдавливаем воду в стакан. Подсчитываем число \(N\) вытекших капелек, а по шкале шприца определяем объём вытекшей воды \(V_{\text{в}}\). Объём одной капельки \(V_{\text{к}}\) находим как угловой коэффициент линейной функции \(V_{\text{в}} = V_{\text{к}}\,N\) (график на рис. 1, данные в табл. 1). В результате получаем \(V_{\text{к}} = 11{,}1\cdot 10^{-3}\) мл. Этот объём зависит от внутреннего диаметра иглы и свойств жидкости. Измерения проводятся многократно, что важно учитывать при оценке.

2. Наносим несколько капелек на стекло с помощью шприца. Чтобы они оставались фиксированного объёма, капельки не должны касаться большой капли на стекле. Измерение диаметра капли производим по клеткам миллиметровой бумаги (рис. 3). На рис. 4 приведён вид капли сбоку.

По правилам физических измерений размеры капли нельзя определить точнее, чем половина цены деления измерительного прибора (миллиметровой бумаги), то есть \(0{,}5\) мм. Относительная погрешность диаметра \(\varepsilon_d = \dfrac{0{,}5\,\text{мм}}{d}\), относительная погрешность куба диаметра \(\varepsilon_{d^3} = 3\varepsilon_d\), а абсолютная погрешность \(\Delta d^3 = \varepsilon_{d^3}\,d^3\). Результаты представлены в табл. 2.

3. Строим график \(V_{\text{в}}(d^3)\) (рис. 5) с погрешностями. Угловой коэффициент прямой, проведённой с минимально возможным наклоном, \(k_{\min} = 0{,}046\), а с максимально возможным наклоном \(k_{\max} = 0{,}052\). Итого значение углового коэффициента \(k = (49 \pm 3)\cdot 10^{-3}\).

4. По графику зависимости \(\theta\) от \(k\) (по данным таблицы задания) находим, что в данном эксперименте угол \(\theta_0 = 28^\circ \pm 2^\circ\).