実験6／物理学実験
想い出の名古屋工業大学
想い出の名古屋工業大学
こひつじの家
名古屋工業大学(名工大)に勤務していたときに授業を担当した「物理学実験」でおこなわれていた，実験6「表面張力」の参考資料です。
【注】実験内容等が変わっている可能性がありますので，あくまでも参考程度に見てください。
【注】実験内容等が変わっている可能性がありますので，あくまでも参考程度に見てください。
最終更新：2007-10-11
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| 注意 鏡尺の目盛の単位は，mm ではなくて cm だよ。 注意 円環の厚さ w は，外径と内径の差から求めるのではなく，ノギスによって直接測定する。円環の厚さは外径と内径の差から求めることもできるが，外径を測定する時には円環を押し縮め，内径を測定する時には円環を押し広げてしまう危険性があるので，このような方法をとっている。 円環の厚さの測定は，外側用ジョウの先端付近（測定面が尖っているところ）で行う必要がある。 注意 床の塗装はエタノールに溶けるので，エタノールを床にこぼさないように。 注意 国際単位系では，密度は 1 m3 あたりの質量 kg／m3 で表す。テキスト249ページの付表「水の密度」において，単位が 103 kg／m3 であることを見逃さないように。 ヒント-1 バネ定数はグラフの直線上にとった 2 点から求めるが，この 2 点は直線上のできるだけ離れたところにとる。 ヒント-2 表面張力を式(2)によって求めるとき，第 1 項と第 2 項の値をそれぞれノートに記録する。第 1 項は表面張力 ＋ 液柱の重さで，第 2 項は液柱の重さであるが，この実験の場合，第 2 項は第 1 項に比べて桁ちがいに小さくなることを確認する。 やってみよう シャーレと円環をエタノールと水で洗浄してから，試料として水を用いた実験を再現する。そして円環が十分に下がった状態（図 5 右側）から，つまみ A を若干右に回して円環を少しだけ上げておく。 (1) この状態で水面に指を触れてみるとどうなるか。 (2) 跳ね上がってしまった円環を手で持って静かに下げ，水面に着けたところで手を離す。はたして円環は水面に着いた状態を保てるだろうか。 (3) このことから何がいえるか。 考えてみよう バネ定数を求めるときに「グラフ上の 2 点はできるだけ離れたところにとる」理由は何か。 ⇒ヒント 参考 液柱の高さ h の測定値は，たいていの場合ばらつきは大きく，有効数字は 1〜2 桁しかなくて誤差（相対誤差）が大きい。しかし式(2)をみると，h は第 1 項に比べて桁ちがいに小さい第 2 項だけに含まれていることがわかる。その結果，得られた表面張力に対して h の誤差が与えている影響は思ったよりも小さい。 この実験のように実験式の中に加減算が含まれているときは，各項の誤差（絶対誤差）の大きさを考慮する必要がある。 記：2007-10-14 |