LUẬN văn sư PHẠM vật lý đo LƯỜNG các đại LƯỢNG cơ bản CHIỀU dài, KHỐI LƯỢNG, THỜI GIAN

Luận văn tốt nghiệp Vật Lý
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA SƯ PHẠM
BỘ MÔN VẬT LÝ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI

ĐO LƯỜNG CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN:
CHIỀU DÀI, KHỐI LƯỢNG, THỜI GIAN

Giảng viên hướng dẫn:
Th.S Lê Văn Nhạn

Người thực hiện:
Sinh viên: Võ Minh Thành

Cần Thơ , ngày 01 tháng 04 năm 2012
i


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA SƯ PHẠM
BỘ MÔN VẬT LÝ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

ĐO LƯỜNG CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN:
CHIỀU DÀI, KHỐI LƯỢNG, THỜI GIAN

Giảng viên hướng dẫn:
Th.S Lê Văn Nhạn

Người thực hiện:
Sinh viên: Võ Minh Thành

Cần Thơ ,ngày 01 tháng 04 năm 2012


Luận văn tốt nghiệp Vật Lý

Lời cám ơn
Đầu tiên, tôi xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy hướng dẫn của tôi Thạc Sĩ
Lê Văn Nhạn , người đã nhiệt tình giảng dạy, nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong
suốt quá trình thực hiện luận văn này.
Xin chân thành cám ơn tất cả các thầy cô trong tổ Vật Lý, đặc biệt là các thầy cô
trong tổ cơ nhiệt, những thầy cô đã cung cấp cho tôi những kiến thức hữu ích, giúp tôi có
thể hoàn thành tốt luận văn này.
Xin gửi lòng biết ơn đến các thầy cô trong hội đồng chấm luận văn đã dành thời
gian quý báu để tham dự và đóng góp nhiều ý kiến, giúp tôi thấy được và khắc phục
những mặt hạn chế của bài luân văn.
Xin chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu trường, các chú nhân viên phòng thực tập
cơ nhiệt đã tạo điều kiện và nhiệt tình truyền đạt những kinh nghiệm chuyên môn cho tôi
trong suốt quá trình làm thí nghiệm tại phòng.
Cuối lời, tôi mong bài luận văn sẽ đứng đúng vị trí cũng như vai trò của nó trong
vật lý thực nghiệm, và là tiền đề cho các sinh viên, bạn đọc khóa sau tham khảo.
Mặc dù đã cố gắng rất nhiều, nhưng trong quá trình làm luận văn, chắc chắn vẫn còn
nhiều thiếu sót. Vì vậy, rất mong những lời góp ý chân thành của mọi quý thầy cô và bạn
đọc.
Cần thơ, ngày 26 tháng 04 năm 2012

Tác giả

Võ Minh Thành

i


Luận văn tốt nghiệp Vật Lý

Mục lục
Mục lục .....................................................................................................
Mục lục hình..............................................................................................
Mục lục biểu bảng .....................................................................................

A. PHẦN MỞ ĐẦU ..................................................................... 1
1.1 Lý do chọn đề tài ........................................................................ 1
1.2 Tên đề tài .................................................................................... 1
1.3 Mục đích nghiên cứu đề tài ........................................................ 1
1.4 Giới hạn đề tài ............................................................................ 1
1.5 Các phương pháp và phương tiện thực hiện đề tài ..................... 2
1.6 Các bước thực hiện đề tài ........................................................... 2

B.NỘI DUNG............................................................................... 3
Đo kích thước vật; sử dụng thước kẹp, panme, cầu kế... 3
1. Sử dụng thước kẹp................................................................ 3
1.1 Mục đích .................................................................... 3
1.2 Cơ sở lý thuyết........................................................... 3
1.3 Hướng dẫn các bước thực hành và kết quả đo .......... 6
2. Sử dụng panme ..................................................................... 9
2.1 Mục đích .................................................................... 9

2.2 Cơ sở lý thuyết........................................................... 9
2.3 Hướng dẫn các bước thực hành và kết quả đo ........ 12
3. Cầu kế ................................................................................. 13
3.1 Mục đích .................................................................. 13
3.2 Cơ sở lý thuyết......................................................... 13
3.3 Hướng dẫn các bước thực hành và kết quả đo ........ 16
3.4 Phần kết luận về đo lường chiều dài........................ 24


Luận văn tốt nghiệp Vật Lý

Đo khối lượng vật, cân kỹ thuật ...................................... 25
4. Sử dụng cân kỹ thuật ....................................................... 25
4.1 Mục đích .................................................................. 25
4.2 Cơ sở lý thuyết......................................................... 25
4.3 Hướng dẫn các bước thực hành và kết quả đo ........ 27
4.4 Phần kết luận về đo lường khối lượng..................... 29
Phần vận dụng các dụng cụ đo
Xác định khối lượng riêng của vật rắn............................... 30
5. Đo khối lượng riêng của vật rắn ....................................... 30
5.1 Mục đích .................................................................. 30
5.2 Cơ sở lý thuyết......................................................... 30
5.3 Hướng dẫn các bước thực hành và kết quả đo ........ 30
5.3.1 Các bước xác định khối lượng riêng .............. 30
5.3.2 Thực hành xác định khối lượng các mẫu chất 31
5.3.3 Xác định thể tích các mẫu .............................. 31
Đo lường thời gian có hổ trợ máy đếm
thời gian Universal Counter ........................................... 38
6. Con lắc đơn....................................................................... 38
6.1 Mục đích ................................................................... 38

6.2 Cơ sở lý thuyết........................................................... 38
6.3 Hướng dẫn các bước thực hành và kết quả đo .......... 41
6.4 Kết luận về đo lường thời gian .................................. 43

C. KẾT LUẬN ........................................................................... 44
PHỤ LỤC
Máy đếm thời gian Universal Counter ................... .45
Tài liệu tham khảo .......................................................


Luận văn tốt nghiệp Vật Lý

Danh mục hình
Phần chiều dài -------------------------- ----------------------------------------------------------- 3
Hình 1.1 --------------------------------- thước kẹp----------------------------------------------- 3
Hình 1.2 và hình 1.3 ------------------- cách đọc giá trị trên thước kẹp---------------------- 5
Hình 1.4 --------------------------------- đo đường kính trong bằng thước kep -------------- 6
Hình 2.1 --------------------------------- Panme -------------------------------------------------10
Hình 2.2 --------------------------------- thước vòng của Panme ------------------------------10
Hình 3.1 --------------------------------- cầu kế --------------------------------------------------13
Hình 3.2a -------------------------------- cách đọc giá trị trên cầu kế -------------------------15
Hình 3.2b -------------------------------- cấu tạo bên trong của cầu kế -----------------------16
Hình 3.3a -------------------------------- biễu diễn cách đo bán kính mặt cầu lồi -----------17
Hình 3.3b -------------------------------- biễu diễn cách đo bán kính mặt cầu lồi -----------17
Hình 4.1 --------------------------------- cân kỹ thuật -------------------------------------------25
Hình 5.1 --------------------------------- mẫu chất khối lập phương --------------------------31
Hình 6.1 --------------------------------- bô thí nghiệm đếm thời gian Universal Counter 39
Hình 6.2 --------------------------------- phân tích lực tác dụng lên con lắc đơn -----------40
Hình 6.3 --------------------------------- máy đếm thời gian Universal Counter -----------42

ii


Luận văn tốt nghiệp Vật Lý
Danh mục biểu bảng
Bảng

tên bảng

trang

Bảng 1.1 ------------- kết quả đo ống thủy tinh 1 ---------------------------------------7
Bảng 1.2 ------------- kết quả đo ống thủy tinh 2 ---------------------------------------7
Bảng 1.3 ------------- kết quả đo ống thủy tinh 3 ---------------------------------------7
Bảng 1.4 ------------- kết quả đo ống thủy tinh 4 ---------------------------------------8
Bảng 1.5 ------------- kết quả đo ống thủy tinh 5 ---------------------------------------8
Bảng 2.1 ------------ kết quả thí nghiệm đo đường kính các ống thủy tinh ------ 12
Bảng 3.1 ------------ kết quả thí ngiệm đo bề dày các tấm thủy tinh -------------- 17
Bảng 3.2 ------------- kết quả đo cạnh a của tam giác đều (D=125mm) ----------- 19
Bảng 3.3 ------------- kết quả đọc trên cầu kế (D=125mm) ------------------------- 19
Bảng 3.4 ------------- kết quả đo cạnh a của tam giác đều (D=100m) ------------- 20
Bảng 3.5 ------------- kết quả đọc trên cầu kế (D=100mm) ------------------------- 21
Bảng 3.6 ------------- kết quả đo cạnh a của tam giác đều (D=80m)--------------- 22
Bảng 3.7 ------------- kết quả đọc trên cầu kế (D=80mm)--------------------------- 22
Bảng 4.1 ------------- kết quả đo khối lượng thanh trụ sắt--------------------------- 28
Bảng 5.1 ------------ kết quả thí đo khối lượng của các mẫu vật ------------------ 31
Bảng 5.2 ------------- kết quả đo thể tích của mẫu Pb -------------------------------- 32
Bảng 5.3 ------------- kết quả đo thể tích của mẫu Cu ------------------------------- 32
Bảng 5.4 ------------- kết quả đo thể tích của mẫu Ms ------------------------------- 33
Bảng 5.5 ------------- kết quả đo thể tích của mẫu Fe -------------------------------- 34

Bảng 5.6 ------------- kết quả đo thể tích của mẫu Zn-------------------------------- 34
Bảng 5.7 ------------- kết quả đo thể tích của mẫu Al -------------------------------- 35
Bảng 5.8 ------------- kết quả đo thể tích của mẫu gỗ -------------------------------- 36
Bảng 5.9 ------------- kết quả đo thể tích của mẫu nhựa ----------------------------- 37
Bảng 5.10 ----------- tổng hợp kết quả đo khối lượng riêng ------------------------ 37
Bảng 6.1……………kết quả đo thời gian………………………………………42

iii


Luận văn tốt nghiệp Vật Lý

NHẬN XÉT CỦA THẦY, CÔ
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

iv


Luận văn tốt nghiệp Vật Lý
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

NHẬN XÉT CỦA THẦY, CÔ
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

v


Luận văn tốt nghiệp Vật Lý

NHẬN XÉT CỦA THẦY, CÔ

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

vi


Luận văn tốt nghiệp Vật Lý
A-PHẦN MỞ ĐẦU
1.1-Trình bày lý do chọn đề tài, tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu
Ngày nay, khoa học kỹ thuật phát như vũ bão. Vật lý học cũng không ngoại lệ, có
những lý thuyết vật lý soi đường cho các bước tiến lên của vật lý nói riêng và có tầm quan
trọng lớn lao trong sự nghiệp phát triển của khoa học kỹ thuật nói chung. Nhưng, vật lý
không phải một môn lý thuyết suông mà với các khái niệm, định luật đều đã được xây
dựng trên cơ sở những kết quả thu được trong thực nghiệm. Đối với các lý thuyết vật lý
được đề ra từ con đường thuần túy lý luận thì chúng thực sự đúng đắn khi được thực
nghiệm kiểm chứng soi xét.
Chính vì vây, để có cơ sở cho các thí nghiệm kiểm chứng những kiến thức vật lý sâu hơn,
đồng thời cũng làm tiền đề cho các bài thí nghiệm cơ bản của vật lý đại cương chúng tôi
đề xướng đề tài : đo lường các đại lượng cơ bản: chiều dài, khối lượng, thời gian, để cập
nhật những kiến thức mới về vật lý thực nghiệm đồng thời cũng khẳng định lại các kiến
thức cũ.
1.2-Tên đề tài
“ĐO LƯỜNG CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN:
CHIỀU DÀI, KHỐI LƯỢNG, THỜI GIAN”

1.3-Mục đích nghiên cứu đề tài
Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên tắc sử dụng của một số dụng cụ thực tập cơ học đại cương
phổ biến để đo lường các đại lượng của một số mẫu vật. Trong quá trình đo lường sẽ được
hỗ trợ bằng các thiết bị điện tử hiện đại, cùng đó là những khó khăn trong vận hành; điều
này sẽ được cập nhật và giới thiệu. Do các dụng cụ đều được xây dựng trên những nguyên
lý tương hổ lẫn nhau và cấu tạo có nhiều nét chung.

1.4 Giới hạn và điều kiện thực tế
Do những nguyên lý xây dựng và cấu tạo trên nên khi ta hiểu nguyên tắc cấu tạo của từng
dụng cụ kết hợp với các hướng dẫn cần thiết ta sẽ xác định được các đại lượng dễ dàng.

Người thực hiện: SV Võ Minh Thành
Giảng viên HD: Th.S Lê Văn Nhạn

Trang 1


Luận văn tốt nghiệp Vật Lý
Theo tham khảo ý kiến của bộ môn vật lý, tôi được phòng thực tập cơ nhiệt giới thiệu bộ
thí nghiệm có tên: “ phép đo các hằng số cơ: chiều dài, khối lượng, thời gian” do hãng
PHYWE mới cung cấp nhưng chưa triển khai, để đáp ứng nhu cầu này đề tài sẽ trình bày
những thí nghiệm cơ bản nhất.
Trong đó tôi được tham khảo tài liệu được cung cấp từ công ty PHYWE, cùng những chỉ
dẫn của thầy hướng dẫn.
1.5 Các phương pháp và phương tiện thực hiện đề tài
Tài liệu tiếng Anh và tiếng Việt được cung cấp từ công ty PHYWE.
Sưu tầm sách vở và các tranh ảnh, tài liệu liên quan đề tài.
Đề tài chủ yếu thực hiện bằng phương pháp thực nghiệm.
1.6 Các bước thực hiện đề tài
Đề tài được thực hiện trong vòng 5 tháng (từ 01/04/2011 đến 15/10/2011) được chia theo
móc thời gian:
• Từ 01/04/2011 đến 01/05/2011 nhận đề tài và xác định nhiệm vụ trọng tâm của đài
tài, tìm hiểu các tài liệu có liên quan.
• Từ 01/05/2011 đến 01/06/2011 xác định các nội dung chính cần viết, tìm hiểu sơ
lược các tài tiệu có liên quan. Viết và trao đổi vối giáo viên hướng dẫn về đề cương
chi tiết.
• Từ 15/07/2011 đến 15/11/2011

Tiếp nhận, kiểm tra các dụng cụ của bộ thí nghiệm; tại phòng thí nghiệm cơ nhiệt. thiết
lập các hệ dụng cụ thí nghiệm để đo lường các đại lượng: chiều dài, khối lượng, thời gian
dưới sự tham khảo ý kiến của thầy hướng dẫn, cán bộ phòng và những tài liệu đã có.
Viết luận văn, trao đổi với thầy hướng dẫn.
• Từ 15/09/2011 đến 15/11/2011
Tiếp tục viết và trao đổi ý kiến với thầy hướng dẫn. Hoàn thành, báo cáo luận văn.

Người thực hiện: SV Võ Minh Thành
Giảng viên HD: Th.S Lê Văn Nhạn

Trang 2


Luận văn tốt nghiệp Vật Lý
B- NỘI DUNG
ĐO LƯỜNG KÍCH THƯỚC VẬT
SỬ DỤNG THƯỚC KẸP, PANME, CẦU KẾ
1. SỬ DỤNG THƯỚC KẸP
1.1 MỤC ĐÍCH
Nắm được nguyên tắc cấu tạo du xích của thước kẹp. Biết cách sử dụng thước kẹp
để đo kích thước của một số vật bằng những động tác chính xác.
1.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.2.1. Mô tả dụng cụ và cách sử dụng

D
L 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
16 17

d

A

18 19 20
0 1 2 3 4 5 6 7

L2

E
d

B
d
Hình 1.1

Thước kẹp có hai hàm A và B (Hình 1.1). Hàm A đứng yên gắn liền với thước
thường L1. Hàm B chuyển động dọc theo chiều dài của thước L1, gắn liền với một thước
nhỏ L2 gọi là du xích (thước chạy). Thước L1 chia đến mm và đánh số từng cm (1; 2;
3cm…). Khi hai hàm khít nhau, vạch 0 của L1 trùng với vạch 0 của du xích L2.
Khi hai hàm A và B cách nhau một khoảng d thì khoảng ấy bằng chiều dài từ điểm
0 của thước thường đến điểm 0 của du xích (Hình 1.1).
Muốn đo kích thước của một vật, ta đặt vật đó giữa hàm A và B và khẽ đẩy hàm B
sát vào vật. Lúc ấy ốc D được mở lỏng. Để đảm bảo hai hàm A và B kẹp chặt vật mà
không làm biến dạng vật, ta cho hàm B tiến khít đến vật một cách nhẹ nhàng và vặn ốc C

Người thực hiện: SV Võ Minh Thành
Giảng viên HD: Th.S Lê Văn Nhạn

Trang 3

Luận văn tốt nghiệp Vật Lý
từ từ. Khi nào việc xoay ốc C không nhẹ nhàng như trước nữa tức là vật đã bị kẹp chặt
giữa hai hàm A và B. Khi muốn lấy vật ra khỏi hàm A và B ta lại xoay ốc ngược chiều
với trước để kéo hai hàm ra xa vật.
Để đọc kết quả đo bằng thước kẹp, ta phải nắm được nguyên tắc cấu tạo du xích của
thước kẹp.
1.2.2. Nguyên tắc cấu tạo của du xích.
Trên thước L1 lấy một đoạn a mm chia làm b khoảng. Mỗi khoảng dài
du xích L2 lấy một đoạn dài (a-1) chia làm b khoảng. Mỗi khoảng dài

a
mm. Trên
b

a −1
mm. Vậy mỗi
b

khoảng của du xích ngắn hơn mỗi khoảng của thước thường là:
a
a −1
1
mm mm = mm.
b
b
b

δ=

1

mm là đại lượng đặc trưng cho du xích.
b

Dựa vào giá trị của δ , ta phân loại các du xích:
- Du xích 0,02 mm tức có δ = 0,02 mm.
- Du xích 0,05 mm tức có δ = 0,05 mm.
- Du xích 0,1mm tức có δ = 0,1 mm.
Ví dụ: Ta dùng thước kẹp có du xích 0,1 mm. Cấu tạo du xích này như sau:
Trên thước thường L1 lấy một đoạn a = 10mm chia làm b = 10 khoảng. Mỗi khoảng
dài

a
= 1 mm. Trên du xích L2 lấy một đoạn dài (a-1) = 9mm chia làm b = 10 khoảng. Mỗi
b

khoảng dài

a −1
= 0,9 mm. Vậy mỗi khoảng của du xích ngắn hơn mỗi khoảng của thước
b

thường là:
δ = 1 mm - 0,9 mm = 0,1mm.

Nếu xét n khoảng của du xích và n khoảng của thước thường (mỗi khoảng dài 1mm)
thì n khoảng của du xích ngắn hơn:
Người thực hiện: SV Võ Minh Thành
Giảng viên HD: Th.S Lê Văn Nhạn

Trang 4

Luận văn tốt nghiệp Vật Lý
nδ = 0,1n mm

Chẳng hạn như theo hình 1.2, số 5 của du xích trùng với số 5 của thước thường
(n=5) nên khoảng của du xích sẽ ngắn hơn: 0,1n = 0,5 mm.

nδ

Hình 1.2

Hình 1.3

1.2.3. Cách đọc kết quả.
Như ta đã nói ở trên, muốn đo vật, ta kẹp chặt vật giữa hai hàm A và B. Khoảng
cách giữa hai hàm A và B là kích thước của vật bằng khoảng cách d giữa vạch 0 của
thước thường L1 và vạch 0 của du xích L2.
Chẳng hạn theo hình 1.3 ta có d = 9mm + nδ (9mm là phần nguyên tính từ vạch 0
của thước thường đến vạch gần vạch 0 của du xích về phía bên trái). Để tính nδ , ta tìm
trên du xích và trên thước thường hai vạch nào trùng nhau. Giả sử vạch số 6 (n=6) của du
xích trùng với vạch 15mm của thước thường. Vậy đối với du xích kể từ vạch trùng (vạch
6) đến vạch 0 của du xích có 6 khoảng, còn đối với thước thường kể từ vạch trùng (vạch
15) đến vạch 9mm có (15-9)/1=6 khoảng. Như vậy, 6 khoảng này dài hơn 6 khoảng của
du xích một đoạn nδ .
nδ = 0,1.6 = 0,6 mm.

Khi đó: d = 9mm + 0,6mm = 9,6mm.
Như vậy, do cấu tạo của thước kẹp có du xích 0,1 mm, ta đưa ra cách đọc đơn giản:
d = 9mm + nδ

n: số thứ tự vạch trên du xích trùng với vạch bất kỳ trên thước thường.
Ví dụ: vạch thứ 8 trên du xích trùng với vạch bất kỳ trên thước thường.
⇒ d = 9 mm+8.0,1mm=9,8mm.

Người thực hiện: SV Võ Minh Thành
Giảng viên HD: Th.S Lê Văn Nhạn

Trang 5


Luận văn tốt nghiệp Vật Lý
Tóm lại, cách đọc kết quả đo kích thước của vật khi sử dụng thước kẹp được phát
biểu như sau:
+ Phần nguyên (phần mm) đọc trên thước thường, vạch ở phía trái và gần vạch 0
của du xích nhất.
+ Phần thập phân đọc trên du xích, vạch trùng với một vạch bất kỳ trên thước
thường ( nδ ).
+ Kết quả của phép đo là tổng hai kết quả trên.
1.3. HƯỚNG DẪN CÁC BƯỚC THỰC HÀNH
1.3.1. Hiệu chỉnh số 0
Nếu hai hàm A và B khít nhau mà số 0 của du xích nằm ở phía bên phải số 0 của
thước thường thì kích thước của vật bằng kết quả đọc được trừ đi khoảng cách giữa hai số
0.
Nếu hai hàm A và B khít nhau, mà số 0 của du xích nằm ở phía bên trái số 0 của
thước thường thì kết quả đọc được phải cộng thêm khoảng cách giữa hai số 0 khi hai hàm
khít nhau.
1.3.2. Thực hành đo
Đo đường kính trong và đường kính ngoài của một hình trụ rỗng. Mỗi đường kính
đo 3 lần tại các vị trí khác nhau. Lập bảng:
Chú ý: Để đo đường kính trong của hình trụ, ta đặt thước kẹp như hình 1.4. Đường

kính trong vẫn bằng khoảng cách từ số 0 của thước thường đến số 0 của du xích.

Hình 1.4

Người thực hiện: SV Võ Minh Thành
Giảng viên HD: Th.S Lê Văn Nhạn

Trang 6


Luận văn tốt nghiệp Vật Lý

1.3.3 Kết quả thí nghiệm
Bảng 1.1 Kết quả thí nghiệm đo ống thủy tinh 1
Trị
Lần 1 Lần 2 Lần 3
trung bình
Chiều dài
79,80
79,85
79,75
79,80
l (mm)
Đường
5,65
5,65
5,60
5,63
kính trong
d1(mm)

Đường
kính ngoài
8,00
8,10
8,05
8,05
d2(mm)
Vậy:

Sai số

Kết quả

0,05
0,03

l = l ± ∆l =79,80 ± 0,05
d1= d1 ± ∆d tr =5,63 ± 0,03

d2= d 2 ± ∆d ng =8,05 ± 0,05
0,05

Chiều dài của ống thủy tinh 1: l = l ± ∆l =79,80 ± 0,05 (mm)
Đường kính trong:
d1= d1 ± ∆d tr =5,63 ± 0,05 (mm)

Đường kính ngoài: d2= d 2 ± ∆d ng =8,05 ± 0,05 (mm)
Bảng 1.2 Kết quả thí nghiệm đo ống thủy tinh 2

Chiều dài

l (mm)
Đường
kính trong
d1(mm)
Đường
kính ngoài
d2(mm)
Vậy:

Lần 1

Lần 2

Lần 3

Trị
trung bình

Sai số

80,05

80,00

80,05

80,03

0,03

5,75

5,70

5,70

5,72

0,03

Kết quả
l = l ± ∆l =80,03 ± 0,05
d1= d1 ± ∆d tr =5,72 ± 0,05

d2= d 2 ± ∆d ng =8,12 ± 0,05
8,10

8,15

8,10

8,12

0,03

Chiều dài của ống thủy tinh 2: l = l ± ∆l =80,03 ± 0,05 (mm)
Đường kính trong:
d1= d1 ± ∆d1 =5,72 ± 0,05 (mm)

Đường kính ngoài: d2= d 2 ± ∆d 2 =8,12 ± 0,05 (mm)

Bảng 1.3 Kết quả thí nghiệm đo ống thủy tinh 3
Trị
Lần 1 Lần 2 Lần 3
Sai số
Kết quả
trung bình
Chiều dài
80,05
79,95
79,95
79,98
0,03
l = l ± ∆l =79,98 ± 0,05
l (mm)
d1= d1 ± ∆d tr =5,63 ± 0,05
Đường
kính trong
5,65
5,65
5,60
5,63
0,02
d2= d 2 ± ∆d ng =8,05 ± 0,05
d1(mm)
Đường
8,00
8,10
8,05
8,05
0,05

Người thực hiện: SV Võ Minh Thành
Giảng viên HD: Th.S Lê Văn Nhạn

Trang 7


Luận văn tốt nghiệp Vật Lý
kính ngoài
d2(mm)
Vậy:

Chiều dài của ống thủy tinh 3: l = l ± ∆l =79,98 ± 0,05 (mm)
Đường kính trong:
d1= d1 ± ∆d1 =5,63 ± 0,05 (mm)

Đường kính ngoài: d2= d 2 ± ∆d 2 =8,05 ± 0,05 (mm)
Bảng 1.4 Kết quả thí nghiệm đo ống thủy tinh 4

Chiều dài
l (mm)
Đường
kính trong
d1(mm)
Đường
kính ngoài
d2(mm)

Lần 1

Lần 2

Lần 3

Trị
trung bình

Sai số

79,90

79,95

79,90

79,92

0,03

5,70

5,60

5,70

5,67

0,03

Kết quả

l = l ± ∆l =79,92 ± 0,05
d1= d1 ± ∆d tr =5,67 ± 0,05

d2= d 2 ± ∆d ng =8,02 ± 0,05
8,05
Vậy:

8,00

8,00

8,02

0,02

Chiều dài của ống thủy tinh 4: l = l ± ∆l =79,92 ± 0,05 (mm)
Đường kính trong:
d1= d1 ± ∆d1 =5,67 ± 0,05 (mm)

Đường kính ngoài: d2= d 2 ± ∆d 2 =8,02 ± 0,05 (mm)
Bảng 1.5 Kết quả thí nghiệm đo ống thủy tinh 5

Chiều dài
l (mm)
Đường
kính trong
d1(mm)
Đường
kính ngoài
d2(mm)

Lần 1

Lần 2

Lần 3

Trị
trung bình

Sai số

79,80

79,75

79,85

79,80

0,05

5,70

5,65

5,60

5,67

0,05

Kết quả
l = l ± ∆l =79,80 ± 0,05
d1= d1 ± ∆d tr =5,67 ± 0,05

d2= d 2 ± ∆d ng =8,07 ± 0,05
8,05

Vậy:

8,10

8,05

8,07

0,03

Chiều dài của ống thủy tinh 5: l = l ± ∆l =79,80 ± 0,05 (mm)
Đường kính trong:
d1= d1 ± ∆d1 =5,65 ± 0,05 (mm)
Đường kính ngoài:

Người thực hiện: SV Võ Minh Thành
Giảng viên HD: Th.S Lê Văn Nhạn

d2= d 2 ± ∆d 2 =8,07 ± 0,05 (mm)

Trang 8

Luận văn tốt nghiệp Vật Lý

2. SỬ DỤNG PANME
2.1. MỤC ĐÍCH
Nắm được nguyên tắc cấu tạo thước vòng của panme. Biết cách sử dụng panme để
đo kích thước của một số vật bằng những động tác nhẹ nhàng và chính xác.
2.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.2.1. Mô tả dụng cụ và cách sử dụng
Panme có hai thanh A và B (Hình 2.1). Thanh A (cố định) là một thanh trụ tròn và
ngắn gắn liền với một đai sắt hình chữ U. Thanh B (di động) là một thanh trụ tròn dài hơn
thanh A nhiều, nhưng có tiết diện ngang cũng bằng thanh A. Thanh B gắn đồng trục với
một hệ thống hình trống C, D và E. Khi ta xoay hệ thống hình trống nói trên thì thanh B
cũng xoay theo đồng thời cả hệ thống hình trống lẫn thanh B lại chuyển động dọc theo
trục của chúng. Trên trục G cố định có một thước dài L1 chia vạch từng 0,5mm. Các vạch
ở phía trên tương ứng với các trị số nguyên 1, 2, 3mm,… Các vạch phía dưới tương ứng
các giá trị số lẻ 0,5; 1,5; 2,5; 3,5mm;… (Hình 2.2). Trên cổ hình trống C, có một thước
vòng L2 chia thành 50 khoảng (sẽ nói chi tiết ở phần sau).
Khi hai đầu thanh A và B khít nhau thì mép của hình trống C trùng với vạch số 0
của thước vòng L1, đồng thời đường dọc của thước dài L1 cũng trùng với vạch số 0 của
thước vòng L2.
Khi hai đầu thanh A và B cách nhau một khoảng d thì khoảng ấy bằng chiều dài từ
vạch số 0 của thước L1 đến mép của hình trống C .

Người thực hiện: SV Võ Minh Thành
Giảng viên HD: Th.S Lê Văn Nhạn

Trang 9

Luận văn tốt nghiệp Vật Lý

Hình 2.1

Muốn đo kích thước của một vật, ta đặt vật đó giữa hai thanh A và B. Lúc đầu ta
vặn hình trống D để di chuyển thanh B cho nhanh. Khi thanh B đã gần chạm vào vật, đề
đảm bảo hai thanh A và B kẹp chặt vật mà không làm biến dạng
D vật, ta không vặn hình
trống D nữa mà chuyển sang vặn hình trống E. Khi đã chặt, mặc dù hình trống E vẫn quay
nhưng thanh B không tiếp tục di chuyển nữa. Khi nghe thấy tiếng “cắc cắc” lúc đó không
vặn nữa.
Để sử dụng panme, ta phải nắm được nguyên tắc cấu tạo thước vòng panme.

Hình 2.2

2.2.2. Nguyên tắc cấu tạo thước vòng panme
Khi quay hình trống C một vòng thì thanh B di chuyển được một đoạn h mm gọi là
bước di chuyển của thanh B. Trên cổ trống C người ta kẻ một thước vòng L2 bằng cách

Người thực hiện: SV Võ Minh Thành
Giảng viên HD: Th.S Lê Văn Nhạn

Trang 10


Luận văn tốt nghiệp Vật Lý
chia cổ trống thành q khoảng bằng nhau. Như vậy khi hình trống C quay được q khoảng
thì đầu thanh B di chuyển được một đoạn h mm. Do đó khi hình trống C quay được một
khoảng chia thì đầu thanh B di chuyển được một đoạn:

δ=

h
mm
q

δ : đại lượng đặc trưng cho panme, nó cho ta biết mức chính xác của phép đo kích

thước bằng panme.
Trong bài thực hành, ta dùng panme có bước di chuyển h = 0,5 mm và số khoảng
q = 50 , vậy: δ =

h 0,5
=
= 0,01 mm.
q 50

Nghĩa là panme này có thể đo kích thước của vật tới mức chính xác 0,01mm.
Trên cổ hình trống C ứng với 50 khoảng chia thì có 50 vạch đánh số từng 5 vạch
một từ 0; 5; 10;… đến 45 (vạch số 0 trùng với vạch số 50). Những vạch này tạo thành
thước vòng L2.
Khi hình trống C quay được n khoảng chia tức n vạch thì đầu thanh B di chuyển
một đoạn: nδ = 0,01n mm.

2.2.3. Cách đọc kết quả
Muốn đo vật, ta kẹp chặt giữa hai đầu thanh A và B. Khoảng cách giữa hai đầu
thanh A và B (là kích thước của vật) bằng khoảng cách d giữa vạch số 0 của thước dài L1
và mép hình trống C.
Chẳng hạn theo hình 1.6: ta có d = 3,5mm + nδ (3,5mm là phần nguyên tính từ
vạch số 0 phía dưới của hình trống C về phía bên phải).

Để tính nδ , ta tìm trên thước vòng L2 vạch nào trùng hoàn toàn với đường kẻ dọc
của thước L1 (Hình 1.6). Giả sử vạch số 30 (n=30) của thước vòng L2 trùng với đường kẻ
dọc, nghĩa là để di chuyển được một đoạn nδ (kể từ vạch số 3,5 trên thước L1) hình trống
C đã quay 30 khoảng chia.
Vậy ta có: nδ = 30.0,01 = 0,3 mm.
Người thực hiện: SV Võ Minh Thành
Giảng viên HD: Th.S Lê Văn Nhạn

Trang 11


Luận văn tốt nghiệp Vật Lý
Nghĩa là: d = 3,5mm + 0,3mm=3,8 mm.
Cách đọc kết quả thước đo như sau:
+ Kết quả đọc trên thước dài L1 (tính theo mm) căn cứ vào vạch ở phía trái và gần
mép hình trống C nhất (có thể là vạch phía trên hoặc phía dưới đường kẻ dọc).
+ Kết quả đọc trên thước vòng L2 (tính theo 0,01mm) căn cứ vào vạch của thước
vòng trùng với đường kẻ dọc của thước dài L1.
+ Kết quả của phép đo là tổng hai kết quả trên.
2.3. HƯỚNG DẪN CÁC BƯỚC THỰC HÀNH
2.3.1. Hiệu chỉnh số 0
Nếu hai đầu thanh A và B khít nhau nhưng vạch số 0 trên thước vòng L2 chưa tới
đường kẻ dọc của thước dài L1 thì kết quả đọc được phải trừ đi số phần trăm mm tính từ
vạch số 0 trên thước vòng L2 đến đường kẻ dọc.
Nếu hai đầu thanh A và B khít nhau nhưng vạch số 0 trên thước vòng L2 đi qua
đường kẻ dọc của thước dài L1 thì kết quả đọc được phải cộng thêm số phần trăm mm tính
từ vạch số 0 trên thước vòng L2 đến đường kẻ dọc.
2.3.2. Thực hành đo
Đo đường kính ngoài d2 của các ống thủy tinh. Mỗi đường kính đo 3 lần:
Bảng 2.1: Kết quả thí nghiệm đo đường kính của các ống thủy tinh

Đường
kính
ngoài d2
(mm)
Ống thủy
tinh 1
Ống thủy
tinh 2
Ống thủy
tinh 3
Ống thủy
tinh 4
Ống thủy

Lần 1

Lần 2

Lần 3

d2

∆d 2

d 2 = d 2 ± ∆d 2

8,03

8,04

8,02

8,03

0,01

8,03 ± 0,01

8,04

8,03

8,03

8,03

0,01

8,03 ± 0,01

7,98

8,00

8,01

8,00

0,02

8,00 ± 0,02

8,03

8,02

8,01

8,02

0,01

8,02 ± 0,01

7,98

8,01

8,03

8,01

0,01

8,01 ± 0,01

Người thực hiện: SV Võ Minh Thành
Giảng viên HD: Th.S Lê Văn Nhạn

Trang 12

Luận văn tốt nghiệp Vật Lý
tinh 5

3. CẦU KẾ
3.1 MỤC ĐÍCH SỬ DỤNG
Nắm được nguyên tắc cấu tạo thước vòng của cầu kế. Biết cách xác định chính xác độ
cong của bề mặt hình cầu, bán kính cong của chỏm cầu, bề dày của một vật dạng
tấm…với độ chính xác cao bằng những động tác nhẹ nhàng và chính xác.

M1

K

M2
V

D

Hình 3.1
3.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.2.1 Mô tả dụng cụ và cách sử dụng
Cầu kế có một giá đỡ ba chân A, B và C tạo thành một tam giác đều. Các chân này
là các ốc vặn có ren được xiết chặt vào một trong bốn lổ ren của mỗi chân.
Tại tâm của tam giác đều này có một thanh trụ bằng kim loại có thể di động được để
xác định tâm của tam giác đều gọi là đầu tiếp xúc D, đầu tiếp xúc D này tự dịch chuyển
đồng thời khi ta thực hiện đo độ cong của mặt cầu.

Người thực hiện: SV Võ Minh Thành

Giảng viên HD: Th.S Lê Văn Nhạn

Trang 13


Luận văn tốt nghiệp Vật Lý
Khoảng cách giữa mũi của đầu tiếp xúc D và mặt phẳng tạo bởi giá đỡ ba chân được hiển
thị trên mặt số đo (hình 3.1).
Mặt số đo có nguyên tắc cấu tạo tương tự như Panme; gồm mặt số đo lớn M1 đóng vai trò
như hình trống Panme; có một trăm vạch chia, mỗi vạch chia tương ứng là 0.01 mm, mặt
số đo nhỏ M2 đóng vai trò như thước dài trên trục của Panme; có mười vạch chia, mỗi
vạch chia tương ứng là 1 mm. Trên mỗi mặt số đo có một kim chỉ thị K.
Ví dụ muốn đo độ cong của một mặt cầu; ta đặt cầu kế sao cho cả ba chân của giá đỡ A,
B, C đều tiếp xúc với mặt cầu đó tạo thành tam giác đều: khi đó đầu tiếp xúc D sẽ di
chuyển đi lên hoặc xuống thông qua cơ chế truyền động (hình 3.2b) làm kim chỉ thị của
hai mặt số đo M1 và M2 chỉ giá trị cần đo.
3.2.2 .Nguyên tắc cấu tạo của mặt số đo cầu kế
Nguyên tắc cấu tạo của mặt số đo cầu kế tương tự trường hợp đã xét với Panme.
Tổng quát ta thấy rằng; khi kim chỉ thị K của mặt số đo lớn quay một vòng tức q khoảng
chia thì mũi của đầu tiếp xúc D đã di chuyển được một bước nhảy h (mm).
Do đó khi khi kim chỉ thị K của mặt số đo lớn quay được một khoảng chia thì mũi của
đầu tiếp xúc D di chuyển được một đoạn:
δ=
δ=

h
(mm )
q

h

(mm ) là đại lượng đặc trưng cho cầu kế.
q

Trong bài thực hành ta dùng cầu kế có bước di chuyển h =1mm và số khoảng chia
q = 100 .

Vậy δ =

h 1(mm )
=
= 0,01(mm ) , nghĩa là cầu kế này cho phép ta đạt mức chính xác
q
100

0.01mm .

Trên mặt số đo lớn M1 có 100 khoảng chia đánh số 0, 10, 20…80, 90.
Khi mặt số đo lớn M1 quay được n khoảng chia tức n vạch thì đầu tiếp xúc D di chuyển
được một đoạn: n.δ = n.0,01mm .

Người thực hiện: SV Võ Minh Thành
Giảng viên HD: Th.S Lê Văn Nhạn

Trang 14


Luận văn tốt nghiệp Vật Lý
Cách đọc kết quả:
Như đã nói, khi ta đặt cầu kế lên vật cần đo, đầu tiếp xúc D chạm vật; khoảng cách
từ mặt phẳng tạo bởi ba chân giá đỡ đến đầu tiếp xúc D (là chiều cao hay bề dày của vật)

bằng tổng chỉ số chỉ thị trên mặt số đo lớn M1 và chỉ số chỉ thị trên mặt số đo nhỏ M2.
Chăng hạn như hình 3.2a:
Ta có d = 7 mm + nδ
7 mm là phần được đọc trên mặt số đo nhỏ M2.
nδ là phần được đọc trên mặt số đo lớn. Đọc được vạch 17 của mặt số đo lớn M1.

Hình 3.2a

Vậy có d = 7mm + nδ = 7mm + 17.0,01 = 7,17mm .

Người thực hiện: SV Võ Minh Thành
Giảng viên HD: Th.S Lê Văn Nhạn

Trang 15