செய்முறைகள் · சோதனை 1
சோதனை இல. 1
வெர்னியர் கேலிபரின் பயன்பாடு
🎯 நோக்கம்
வெர்னியர் கேலிபரைப் பயன்படுத்தி (1) ஒரு மரத் துண்டின் கனவளவு, (2) PVC குழாய்ப் பொருளின் கனவளவு, (3) ஒரு திண்மக் கோளப் பொருளின் கனவளவு, (4) ஒரு உள்ளீடற்ற உருளையின் உள் கனவளவு ஆகியவற்றைக் காணல்.
🧰 கருவிகளும் பொருட்களும்
வெர்னியர் கேலிபர், மரத் துண்டு (~2 cm × 4 cm × 6 cm), PVC குழாய் (~1.3 cm, 6 cm), திண்மக் கோளம் (விட்டம் ~2 cm), உள்ளீடற்ற உருளை (Archimedes உருளையும் வாளியும்).
📐 கொள்கை
வெர்னியர் கேலிபரின் குறை எண்ணிக்கை (least count, LC) = முதன்மை அளவீட்டின் ஒரு சிறிய பிரிவின் நீளம் × (n/N), இங்கு முதன்மை அளவீட்டின் n பிரிவுகள் வெர்னியர் அளவீட்டின் N பிரிவுகளாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளன. பொதுவாக LC = 1 − (9/10) = 0.1 mm = 0.01 cm.
கனவளவுச் சூத்திரங்கள்:
மரத் துண்டு: $V = l \times b \times h$
குழாய்ப் பொருள்: $V = \dfrac{\pi}{4}(d_0^{\,2} - d_i^{\,2})\,l$
திண்மக் கோளம்: $V = \dfrac{4}{3}\pi\left(\dfrac{d}{2}\right)^3$
உருளையின் உள்வெளி: $V = \dfrac{\pi}{4} d^2 l$
குழாய்ப் பொருள்: $V = \dfrac{\pi}{4}(d_0^{\,2} - d_i^{\,2})\,l$
திண்மக் கோளம்: $V = \dfrac{4}{3}\pi\left(\dfrac{d}{2}\right)^3$
உருளையின் உள்வெளி: $V = \dfrac{\pi}{4} d^2 l$
🔬 செய்முறை
- கொடுக்கப்பட்ட வெர்னியர் கேலிபரின் குறை எண்ணிக்கையையும் (LC) பூஜ்ஜிய வழுவையும் (zero error) கண்டறிந்து குறித்துக்கொள்க.
- மரத் துண்டு: துண்டை தாடைகளுக்கு இடையே பிடித்து நீளம் l, அகலம் b, உயரம் h ஆகியவற்றை மூன்று இடங்களில் அளந்து சராசரியெடுக்க.
- PVC குழாய்: வெளி விட்டம் d₀ (செங்குத்தான இரு திசைகளில்), உள் விட்டம் dᵢ (உட்தாடைகளால்), நீளம் l (சமமான இடைவெளியில் மூன்று இடங்களில்) — ஒவ்வொன்றையும் அளந்து குறிக்க.
- திண்மக் கோளம்: செங்குத்தான இரு திசைகளில் விட்டம் d-ஐ அளந்து சராசரியெடுக்க.
- உள்ளீடற்ற உருளை: உள் விட்டம் d-ஐயும், உட்தாடைகளால் வெளியேறும் ஆழ அளவி (depth probe) கொண்டு ஆழம் l-ஐயும் மூன்று இடங்களில் அளக்க.
- பொருத்தமான சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி ஒவ்வொரு கனவளவையும் கணக்கிடுக.
📊 அளவீடுகள்
ஒவ்வொரு பொருளுக்கும் திருத்தப்பட்ட அளவீடுகளை (பூஜ்ஜிய வழு திருத்தத்துடன்) அட்டவணையில் பதிக. ஒவ்வொரு பரிமாணத்தையும் 3 முறை அளந்து சராசரி எடுக்க. LC மற்றும் பூஜ்ஜிய வழுவை அட்டவணைத் தலைப்பில் குறிக்க.
🧮 கணக்கீடு
மரத் துண்டு: $V = \bar{l}\,\bar{b}\,\bar{h}$
குழாய்: $V = \dfrac{\pi}{4}(\bar{d_0}^2 - \bar{d_i}^2)\,\bar{l}$
கோளம்: $V = \dfrac{1}{6}\pi \bar{d}^3$
உருளை உள்வெளி: $V = \dfrac{\pi}{4}\bar{d}^2 \bar{l}$
குழாய்: $V = \dfrac{\pi}{4}(\bar{d_0}^2 - \bar{d_i}^2)\,\bar{l}$
கோளம்: $V = \dfrac{1}{6}\pi \bar{d}^3$
உருளை உள்வெளி: $V = \dfrac{\pi}{4}\bar{d}^2 \bar{l}$
⚠ முன்னெச்சரிக்கைகள்
- பூஜ்ஹிய வழுவைச் சரியாகக் கண்டறிந்து, அதன் இடத்திற்கேற்ப அளவீட்டிலிருந்து கூட்ட/கழிக்க வேண்டும்.
- தாடைகளை அளவுக்கு அதிகமாக இறுக்காமல், பொருளைச் சிதைக்காமல் மெதுவாகப் பிடிக்க.
- ஒவ்வொரு பரிமாணத்தையும் வெவ்வேறு இடங்களில் பல முறை அளந்து எழுமாற்று வழுவைக் குறைக்க.
- பார்வைக் கோணப் பிழையை (parallax) தவிர்க்க கோட்டை நேராகப் பார்க்க.
✅ முடிவு
கணக்கிட்ட கனவளவுகளையும், அவற்றின் சார்பு வழுவையும் (LC/அளவீடு) குறிப்பிட்டு முடிவைப் பதிக. சிறிய பரிமாணங்களில் சார்பு வழு பெரிது — எனவே அதிக துல்லியம் தேவை.
குறிப்புவெர்னியர் அளவீட்டின் பூஜ்ஜியக் குறி முதன்மை அளவீட்டின் பூஜ்ஜியத்திற்கு வலப்பக்கம் இருந்தால் நேர் பூஜ்ஜிய வழு (அளவீட்டிலிருந்து கழிக்க); இடப்பக்கம் இருந்தால் எதிர் பூஜ்ஹிய வழு (கூட்ட). எளிய முறை: பூஜ்ஜிய வழு = (N − பொருந்தும் கோடு) × LC.
NIE Physics Practical Handbook (2017) · Experiment 1, pp.1–5