Netaisyklingos formos kūnų tankio nustatymas. Tema „Kietųjų medžiagų tankio nustatymas įvairiais metodais“.

Kūno tankio nustatymas Ne teisinga forma

Ką reiškia teisingai išmatuoti fizikinį dydį? Į šį klausimą nelengva atsakyti. Paprastai painiojamos dvi sąvokos: teisingai ir tiksliai. Dažnai jie bando atlikti matavimus didžiausiu pasiekiamu tikslumu, tai yra, kad matavimo paklaida būtų kuo mažesnė. Tačiau reikia turėti omenyje, kad kuo tiksliau norime išmatuoti, tuo sunkiau tai padaryti. Todėl iš matavimų nereikėtų reikalauti didesnio tikslumo, nei būtina problemai išspręsti. Norėdami pagaminti knygų lentyną, pakanka išmatuoti lentų ilgį 0,5–1 cm, arba maždaug 1% tikslumu; kai kurioms rutulinių guolių dalims reikalingas 0,001 mm arba apie 0,01 % tikslumas, o matuojant bangos ilgius spektrines linijas reikalingas maždaug 10 nm arba maždaug 1 % tikslumas. Teisingai išmatuoti visų pirma reiškia nustatyti tikslumą, reikalingą sprendimui konkreti užduotis. Tada turėtumėte pasirinkti matavimo metodą ir prietaisus. Ir galiausiai teisingai matuoti reiškia teisingai nurodyti verčių diapazoną, kuriame yra išmatuota vertė.

Atlikdamas šį darbą gaminau eksperimentinis nustatymas vištienos kiaušinio tankis tiesioginiais ir netiesioginiais metodais. Gautus rezultatus palyginau su teoriškai apskaičiuotu vidutiniu tankiu.

Vidutiniškai kiaušinyje yra 32% trynio, 56% baltumo ir 12% lukšto. Šie duomenys yra paimti iš literatūros ir eksperimentiškai patikrinti. Taip pat iš literatūros žinoma, kad vidutinė sudėtis kiaušiniai (be lukšto) pagal svorį:

· Vanduo – 73,67 %

· Baltymai – 12,57%

· Riebalai – 12,02 %

angliavandeniai – 0,67 proc.

· Mineralinės druskos – 1,07 %

Kiaušinis neturi didelio laikymo stabilumo. Vanduo išgaruoja pro apvalkalo poras, o bukame gale susidaro puga – erdvė pripildyta oro. Kiaušinio šviežumą galima patikrinti įmerkus į jį šaltas vanduo: pasenę kiaušiniai skęsta lėčiau nei švieži.

Apytikslis kai kurių medžiagų, sudarančių kiaušinį, tankis:

vanduo: 1 g/cm3; baltymai: 1,33 g/cm3; riebalai: 0,93 g/cm3; angliavandeniai: 1,58 g/cm3; mineralinės druskos(natrio chloridas): 2,16 g/cm3;

Masės dalis

Tankis, g/cm3

Kiaušinių sudėtis: Baltas + trynio lukštas

Baltymų + trynio mišinio sudėtis: vanduo baltymai riebalai angliavandeniai mineraliniai. druskos

Korpuso kompozicija

73,67 12,57 12,02 0,67 1,07

0,648 0,111 0,106 0,004 0,009

1 1,33 0,93 1,58 2,16

kalkakmenis: 2,7 g/cm3.

Tankis apskaičiuojamas naudojant specifinių medžiagų, kurios chemiškai nereaguoja, tūrių adityvumo savybę:

= (0,648 + 0,083 + 0,114 + 0,003 + 0,004 + 0,044) cm3/g

= 0,896 cm3/g.

kur X- masės dalis komponentas. = 1,12 g/cm3, Vidutinis kiaušinio tankis, neįskaitant oro burbulo (pugos), yra apie 1,12 g/cm3 ir šiek tiek viršija gėlo vandens tankį, lygų 1 g/cm3.

1. Archimedo metodas (netiesioginis metodas)

2. Abejingas plaukimo būdas (tiesioginis metodas).

Archimedo metodo esmė buvo tokia:

· Pagal išstumto vandens tūrį nustačiau kiaušinėlio tūrį;

· Svėrimo metodu nustatė masę;

· Naudodamasis gautomis masės ir tūrio reikšmėmis apskaičiavau kiaušinėlio tankį.

Darbe buvo naudojami šie įrenginiai ir medžiagos:

liejimo indas, stiklinė, svarstyklės su svarmenimis, kiaušinis.

Matavimo paklaidos apskaičiavimas:

Santykinė tankio matavimo paklaida randama pagal formulę:

kur absoliuti paklaida ∆m = svarstyklių ∆ + visų svorių ∆ + svorių pasirinkimo ∆,

svarstyklių ∆ – instrumentinė svarstyklių paklaida,

visų svorių ∆ – bendra naudojamų svorių masės paklaida,

∆ svarelių parinkimas – svorių parinkimo paklaida, lygi pusei mažiausio svarelio masės.

∆V – absoliuti matavimo paklaida.

Eksperimentu rasta kiaušinio masė yra

56,96 g =50 g + 5 g + 1 g + 500 mg + 200 mg + 200 mg + 50 mg + 10 mg;

Jo tūris V=56 cm3.

ρ = = 0,98 g/cm3

Pagal pasą svarstyklių, ant kurių buvo sveriama, jautrumas yra 5 mg, tačiau, padidėjus sveriamo kūno masei, paklaida padidėja iki 57 g, pagal paso ∆ svarstykles = 100 mg.

Naudojant lentelę „Svorio klaida“,

Nominali svorio masė

Klaida, mg

100 mg

200 mg

500 mg

Nustačiau visų svorių ∆ = 30+8+4+3+2+2+1+1=51 mg

∆ svarelių parinkimas = 5 mg

Galų gale gavau

absoliuti masės matavimo paklaida ∆m =100+51+5=156 mg,

ir santykinis εm = =0,003=0,3%

absoliuti tūrio matavimo paklaida yra lygi pusei stiklinės padalijimo vertės ∆V=1 ml=1 cm3,

o santykinis εv = = 0,017=1,7%. Ši klaida daugiausia lemia tankio nustatymo klaidą

ερ = 1,73 % 1,7 %

∆ρ= ερ* ρ=0,0173*0,98g/cm3=0,017g/cm3 0,02 g/cm3

ρ = 0,980,02 0,96 g/cm3< ρ < 1,0 г/см3

Abejingas plaukimo būdas naudojamas laboratorinėje praktikoje nustatant, pavyzdžiui, mažų kristalų tankį gana plačiame diapazone. Tam sumaišius kelis skirtingo tankio skysčius, parenkamas tirpalas, kuriame kristalas plūduriuoja skysčio storiu.

Darbo metu paruošiau tokį vienalytį druskos tirpalą vandenyje, kuriame kiaušinis plūduriuoja tam tikrame gylyje. Tirpalo tankį išmatavau hidrometru, kurio padalos reikšmė 0,002 g/cm3, absoliuti paklaida matuojant tankį buvo pusė hidrometro padalijimo vertės, t.y. 0,001 g/cm3.

ρ = 1,1140,001 1,113 g/cm3< ρ < 1,115 г/см3

ερ== 0,00089 g/cm3 0,001 g/cm30,1 %

santykinė paklaida nustatant tankį indiferentiniu plūduriuojančiu metodu yra palyginama su masės nustatymo paklaida eksperimente naudojant Archimedo metodą. Pirmuoju būdu gaunamas (0,96–1,0) g/cm3 tankis, antruoju – vidutiniškai (1,113–1,115) g/cm3. Matyti, kad rezultatų sklaida daugiau klaidų hidrometras. Mano nuomone, duomenų išsibarstymą pirmiausia lemia tai, kad, pirma, sunku parinkti tinkamą tirpalo tankį, antra, kiaušinėliai gaminami ne pagal standartą – tai gyvosios gamtos produktas.

Kaip ir tikėtasi, tikslesnės vertės pasirodė šiek tiek mažesnės nei teorinis įvertinimas, nes skaičiuodami neatsižvelgėme į oro burbulo tūrį.

Literatūra:

1. ,Matavimo klaidos fiziniai dydžiai. – L.: Nauka, 1974 m.

2. , Matavimo paklaidos atliekant laboratorinius fizikos darbus. Fizika 7 – 11. - Bustard, 2004 m.

3. , Fizinių dydžių matavimas. – BINOM, 2005 m.

4. Glausta enciklopedija namų ūkis. T. 2. – M.: Bolšaja Tarybinė enciklopedija, 1959.

5. Cheminė enciklopedija. – M.: Tarybinė enciklopedija, 1988–1998.

6. Fizika-10./Red. . – M.: Išsilavinimas, 1993 m.

7. Landsbergio fizikos vadovėlis. T. 1. - M.: UAB "Shrike", 1995 m.

Savivaldybės biudžetas ugdymo įstaiga Dankovo ​​miesto licėjus Nr.4 Lipecko sritis.

Skyrius gamtos mokslai.

Tyrimo projektas fizikoje šia tema:

Tankio nustatymas kietosios medžiagos įvairiais būdais.

Baigė: 7 klasės mokiniai

Kozhemyakina Julija

Kostyukhina Valerija.

Mokslinis vadovas:

Anokhina Nina Alekseevna,

fizikos mokytojas.

Dankovas 2012 m.

2.Įvadas. 3 p

1) Agreguotos medžiagos būsenos. 3 p

2) Kietųjų kūnų sandara. 3 p

3) Literatūros analizė. 3 p

4) Projekto tikslas, objektas, dalykas, hipotezė, uždaviniai, tyrimo metodai. 3 p

3. Pagrindinė dalis. 4 p

1) Medžiagos tankis. 4 p

2) Kūno tankio skaičiavimo formulė. 4 p

3) Skalbimo muilo tankio nustatymas. 4 p

4) Apelsinų tankio nustatymas. 5 p

5) Akmenų tankio nustatymas. 5 p

6) Kištuko tankio nustatymas. 6 p

7) Obuolių tankumo nustatymas. 6 p

8) Žmogaus kūno tūrio nustatymas pagal geometrinė formulė. 6 p

9) Auksinės karūnos paslaptis. 7 p

10) Žmogaus kūno tūrio nustatymas Archimedo metodu. p.8

11) Vidutinio žmogaus kūno tankio apskaičiavimas. p.8

12)Gauto rezultatų analizė. p.8 4. Išvada. 9 p. 5. Naudotų literatūros sąrašas. 10 p

6. 1 priedas (Pristatymas).

Įvadas.

Žemėje mus supa labai daug skirtingi kūnai. Visi jie pagaminti iš materijos. Atsižvelgiant į sąlygas, gali būti ta pati medžiaga įvairios valstybės: kietas, skystas arba dujinis. Žinome, kad tos pačios medžiagos molekulės kietoje, skystoje ir dujinė būsena nesiskiria vienas nuo kito. Šią ar kitą medžiagos agregacijos būseną lemia molekulių vieta, judėjimo pobūdis ir sąveika. Dauguma mus supančių objektų yra pagaminti iš kietųjų medžiagų. Jei apsvarstysime tą pačią medžiagą skirtingose ​​agregacijos būsenose, tada jos tankis skirsis!

Medžiagos tankis priklauso nuo atomų, iš kurių ji susideda, masės ir nuo atomų bei molekulių tankio medžiagoje. Kaip daugiau masės atomų, tuo didesnis tankis. Kietose medžiagose atomai yra glaudžiai sujungti vienas su kitu ir labai sandariai supakuoti. Todėl kietos būsenos medžiaga turi didžiausias tankis. Kietosios medžiagos turi savo formą ir tūrį. Juos galima suskirstyti į dvi grupes: taisyklingų ir netaisyklingų geometrinių formų kūnus.

Norėjome sužinoti, kaip nustatyti kietųjų medžiagų tankį.

Susipažinęs mokslinius straipsnius Tikhomirova S.A., Perelman Ya.I., Khutorskoy A.V., Maslov I.S. ir kiti, radome atsakymus į savo klausimus.

Remdamiesi tuo, kas išdėstyta pirmiau, suformulavome projekto tikslas: ištirti kūno svorio priklausomybę nuo medžiagos rūšies ir jos tūrio; išsiaiškinti fizinę reikšmę tankis.

Objektas mūsų tyrimo yra kietosios medžiagos.

Prekė: fizikos eksperimentų atlikimas naudojant įvairias kietąsias medžiagas.

Hipotezė: 75% žmogaus kūno sudaro vanduo, nes jų tankis mažai skiriasi vienas nuo kito.

Pagal mūsų nustatytą tikslą, objektą, subjektą projekto tikslai: 1. Išanalizuokite mokslinė literatūra projekto tema.

2. Nustatykite taisyklingų ir netaisyklingų geometrinių formų kietųjų kūnų tankį.

3. Nustatyti žmogaus kūno tankį.

4. Vystyti ir daugintis fiziniai eksperimentai su kietosiomis medžiagomis.

Projekte buvo panaudota: tyrimo metodai:

1. Literatūros studijos.

2. Eksperimentuokite.

3. Analizė.

4. Palyginimas.

Pagrindinė dalis.

Išmatuokite viską, ką galima išmatuoti

ir ko negalima padaryti išmatuojamu.

G. Galilėjus.

Fizikos pamokose susipažinome su fizikiniu dydžiu „materijos tankis“. Tankis pagal apibrėžimą yra fizinis dydis, skaitiniu požiūriu lygus santykiui kūno svorio iki jo tūrio. Atitinkamai, norėdami jį apskaičiuoti, turite išmatuoti kūno tūrį ir svorį. Medžiagos tankis priklauso nuo atomų, iš kurių ji susideda, masės ir nuo atomų bei molekulių tankio medžiagoje. Kuo didesnė atomų masė, tuo didesnis jų tankis. Medžiagų tankis paprastai mažėja didėjant temperatūrai (dėl šiluminis plėtimasis kūnai) ir didėja didėjant slėgiui. Pereinant iš vieno agregacijos būsena kitoje kinta kūnų tankis. Tankio vienetas in Tarptautinė sistema vienetai yra kg/m3. Praktikoje taip pat naudojami šie vienetai: g/cm3, g/l...

Medžiagos tankis lygus kūno masės ir šio kūno tūrio santykiui (1 priedas. 3 skaidrė).

ρ=m/v

ρ - tankis, kg/m 3

m - kūno svoris, kg

V - kūno tūris, m 3

Kaip matome, norint nustatyti bet kurio kūno tankį, reikia žinoti medžiagos masę (ji nustatoma naudojant svarstykles) ir kūno tūrį.

Jei kūnas yra teisingas geometrine forma, tada jo tūrį galima nustatyti naudojant matematines formules.

Skalbinių muilo gabalėlio tankio nustatymas. (1 priedas, 4.5 skaidrė)

Reikalinga įranga : liniuotė, svarstyklės.

Muilo gabaliukas turi formą stačiakampis gretasienis. Stačiakampio gretasienio tūris lygus produktui pagrindo plotas iki aukščio. Naudodami liniuotę išmatavome muilo gabalėlio ilgį, plotį ir aukštį: a = 8,5 cm, b = 5,7 cm, c = 3 cm. Iš šių duomenų buvo apskaičiuotas kūno tūris. V =avs. V = 8,5*5,7*3=145,35cm3=0,000145m3. Muilo masė buvo nustatyta naudojant svarstykles m = 174 g = 0,174 kg. Iš šių duomenų nustatėme, kad muilo tankis yra 1200 kg/m3.

Apelsinų tankio nustatymas. (1 priedas, 6.7 skaidrė)

Reikalinga įranga: liniuotė, svarstyklės.

Paėmėme rutulio formos apelsiną. Jo tūrį rado matematinė formulė:

,

kur R yra oranžinės spalvos spindulys. Norėdami nustatyti apelsino spindulį, perpjovėme jį per pusę ir liniuote išmatavome atstumą nuo centro iki žievelės.

R = 3,2 cm = 0,032 m. V =0,000137m3.

Apelsinų masė buvo nustatyta svarstyklėmis, m = 150 g = 0,15 kg. Mūsų skaičiavimais, apelsino tankis yra 1095 kg/m3

Jei įmesite apelsiną į vandenį, jis paskęs, nes... jo tankis didesnis tankis vandens.

Netaisyklingos formos kietųjų medžiagų tankio nustatymas.

Netaisyklingos formos kietųjų kūnų tūrio negalima apskaičiuoti padauginus duomenis, gautus matuojant tokius parametrus kaip ilgis, plotis ir kt. Vietoje to galima naudoti kitą tūrio vertės nustatymo būdą, pvz., poslinkį. Netaisyklingos formos kietųjų medžiagų pavyzdžiai yra obuolys, akmuo, kamštis, žmogaus kūnas...

3. Akmenų tankio nustatymas. (1 priedas, 8 skaidrė)

Reikalinga įranga: liniuotė, svarstyklės, matavimo cilindras (kezūra) su vandeniu.

Matavimo cilindras, pakankamai didelis, kad tilptų akmuo, buvo iš dalies užpildytas vandeniu. Mes pažymėjome vandens tūrį V1 matavimo cilindre. V1=180cm3. Akmens masė m nustatyta naudojant svarstykles. Tada prie akmens pririšdavo siūlą ir atsargiai nuleisdavo į vandenį, kad jis būtų visiškai į jį panardintas. Vandens lygis pakilo ir tūris tapo V2 = 194 cm3. Šis tūris yra bendras vandens ir akmens tūris. Vadinasi, akmens tūris V nustatomas pagal formulę V = V2 - V1. V= 14cm3=0,000014m3.

Naudojamo vandens tūris nesikeitė, tačiau akmuo užėmė dalį tūrio, kuris buvo užpildytas vandeniu, todėl vandens lygis pakilo.

Svarstyklėmis nustatyta akmens masė m = 36,5 g = 0,0363 kg.

Tankis buvo apskaičiuotas pagal formulę:

ρ=m/v ρ=2593 kg/m 3

Šis metodas tinka tik kietoms medžiagoms, kurios netirpsta vandenyje. Jei tirpi kieta medžiaga dedama į vandenį, vandens lygis gali visai nepakilti. Šios kietosios medžiagos molekulės pasiskirstys tolygiai visame tūryje ir prasiskverbs į „erdvę“ tarp vandens molekulių.

4.Kamščio tankio nustatymas. (1 priedas, 9,10 skaidrė) Norėdami nustatyti vandenyje plūduriuojančio kieto kūno, pavyzdžiui, kamščio, tūrį V, prie jo pritvirtinome grimzlę, kuri užtikrina, kad kamštis bus visiškai panardintas. Į stiklinę buvo pilamas vanduo. Tada jie pritvirtino siūlą prie grimzlės ir atsargiai nuleido į vandenį, kol jis visiškai panardino. Vandens tūris matavimo cilindre padidėjo iki V2. Tada kištukas buvo atrištas ir tuo pačiu metodu buvo nustatytas grimzlės tūris V1. Kamščio tūris V nustatytas pagal formulę V = V2-V1, V=20cm3=0,00002m3. Kamštienos masė m nustatyta skale, m = 4,9 g = 0,0049 kg. Taigi kamštienos tankis yra 245 kg/m3

5. Obuolių tankio nustatymas.(1 priedas, 11,12,13 skaidrė)

Svarstyklėmis nustatyta obuolio masė – 120 g arba 0,12 kg.

Kūno tūrio negalima nustatyti naudojant stiklinę, nes obuolys turi tokius matmenis daugiau dydžių stiklinės. Norėdami nustatyti kietosios medžiagos tūrį, mes naudojome stiklo liejimą. Obuolys plūduriuoja vandenyje, todėl mes pasirinkome liejimo stiklą, į kurį obuolys pateko mūsų mažomis pastangomis.

Užpildykite liejimo stiklą vandeniu ir leiskite jam ištekėti, kad vandens lygis inde būtų tiksliai kanalizacijos lygyje. Į stiklinę įdėkite obuolį. Obuolio tūris V1 priverčia į indą įtekėti vienodo tūrio vandens. Išstumto vandens tūris buvo nustatytas naudojant stiklinę. Vandens tūris V1 matavimo cilindre yra lygus obuolio tūriui. V1= 150 cm3 arba 0,00015 m3 Pagal svarstykles nustatyta obuolio masė m. m =120g arba 0,12 kg. Taigi, obuolio tankis yra 800 kg/m3

6. Žmogaus kūno tankio nustatymas.Žmogaus masę galima nustatyti naudojant vonios svarstykles.

Stiklinė netinka žmogaus kūno tūriui nustatyti, todėl mes apsvarstėme keletą šios problemos sprendimo būdų:

Pirmasis žmogaus kūno tūrio nustatymo variantas (1 priedas, 14 skaidrė):

Galite modeliuoti žmogaus kūną iš geometrines figūras: galva - rutulys, rankos, kojos - nupjauti kūgiai, kūnas - stačiakampis gretasienis

ir bendras tūris bus lygus tūriams

V = V Tikslas + V tul +2 V rankas +2 V kojos

Šis kelias yra labai sudėtingas ir reikalauja žinių apie įvairių geometrinių figūrų tūrio formules ir sudėtingus matematinius skaičiavimus.

Antroji kūno apimties nustatymo parinktis (1 priedas, 15 skaidrė):

Fizikos pamokose tyrėme Archimedo jėgą. Aiškindamas naują medžiagą, mokytojas pasakojo legendą apie auksinės karūnos paslaptį. Mes nusprendėme tokiu būdu išmatuoti savo kūno tūrius.

Auksinės karūnos paslaptis. Maždaug prieš 2200 metų Graikijoje gyveno mokslininkas, matematikas ir filosofas Archimedas. Jis buvo karaliaus Hierono II dvare. Karalius turėjo karūną, kurią, kai prireikė įspūdingumo, užsidėdavo ant galvos, pasirodydamas savo pavaldiniams.

Tačiau taip daromi karaliai, jį persekiojo mintis, kad karūna padaryta ne iš gryno aukso, vadinasi, jį, visagalį valdovą, apgavo auksarankis ir ant galvos nešiojo netikrą. Galima manyti, kad toks neramus karalius kaip Hiero sumanė pasverti auksą prieš atiduodamas jį šeimininkui. Tada tereikėjo patikrinti pagamintos karūnos masę, kad išsiaiškintume, ar juvelyras nepavogė dalį aukso. Tikriausiai Hiero taip ir padarė ir išsiaiškino, kad jo masė tiksliai sutampa su pradine aukso mase.

Tačiau Hiero buvo gudrus, nors ir labai įtarus žmogus. Galima įsivaizduoti, kaip jis samprotavo, vadovaudamasis galimomis auksakalio mintimis: „Galiu apgauti karalių pasisavindamas mažą aukso gabalėlį, jį pakeisdamas. vienoda masė sidabras, pigesnis metalas, ir jo legiravimas auksu. Padarysiu viską, kad karūnos masė būtų lygi man patikėto aukso masei. O jei pavogsite šiek tiek aukso, tada karūnos išvaizda nesiskirs nuo aukso.

Tokia galimybė karalių nerimavo, todėl jis paskambino savo dvaro mokslininkui Archimedui ir nurodė atlikti tyrimą ir išsiaiškinti, ar vagystė nebuvo įvykdyta aprašytu būdu.

Vieną dieną Archimedas sėdėdamas vonioje galvojo apie karališkąją užduotį. Ir staiga, kaip sako legenda, jam netikėtai pasirodė problemos sprendimas. Jie sako, kad jis buvo toks susijaudinęs, kad iššoko iš vonios ir pradėjo bėgioti savo gatvėmis gimtajame mieste Sirakūzai, šaukdami „Eureka! Eureka!“, o tai reiškia „Radau! Radau!

Ir mokslininkas rado ne tik būdą, kaip atlikti karaliaus užduotį, bet ir santykį tarp jėgos, išstumiančios į skystį panardintą objektą, ir jo išstumto skysčio tūrio.

Archimedas atrado ir savo įstatyme suformulavo, kad plūduriavimo jėga yra lygi gravitacijos jėgai, veikiančiai kūno išstumtą vandenį.

Archimedo dėsnis teigia: į skystį panardintą kūną veikia plūduriuojanti jėga, nukreipta į viršų ir savo dydžiu lygi skysčio, kurį kūnas išstumia, svoriui.

Šiuo metodu 2/3 vonios užpildėme vandeniu ir padarėme žymę. At visiškas panardinimasŽmogui įėjus į vonią vandens lygis pakyla. Padarėme antrą ženklą. Naudojant litrinį stiklainį, kūno tūris buvo nustatytas pagal vandens lygių skirtumą prieš ir po panardinimo į vonią.

Norėdami nustatyti žmogaus kūno tankį, turite žinoti masę, kuri buvo nustatyta naudojant grindų skalę.

Eksperimento rezultatai (1 priedo 16 skaidrė):

Dalyko pavadinimas

Svoris, kg

Apimtis

Tankis. kg/m3

45 0.045

53 0.053

Vidutinis žmogaus kūno tankis yra 1044 kg/m3.

Išvada: Eksperimentiškai gavome vidutinę žmogaus kūno tankio reikšmę, ji pasirodė apytiksliai lygus tankiui vandens. Todėl žmogus gali plaukti. Dėl tankio jūros vandenyje maudytis lengviau nei gėlame vandenyje švarus vanduo– 1000 kg/m 3, ir tankis jūros vandens- 1030kg/m3.

Nenuostabu, kad jie sako, kad žmogus susideda iš 75% vandens!

Išvada.

Ką reiškia teisingai išmatuoti fizinį dydį? Į šį klausimą nelengva atsakyti. Šiame darbe aptariami įvairūs netaisyklingos formos kūno tankio nustatymo metodai ir analizuojami gauti rezultatai. Teorinis siūlomo rezultato vertinimas yra pagrįstas praktiškai. Aptarti metodai gali būti naudojami praktikoje nustatant netaisyklingos formos kūno tankį.

Dirbdami su projektu sužinojome daug naujų ir įdomių dalykų apie įvairių medžiagų tankį:

Skystųjų ir granuliuotų medžiagų tankiui matuoti naudojami prietaisai, vadinami hidrometrais

elektrolitų tankis rūgštinėse ir šarminėse baterijose.

nenugriebto ir nugriebto pieno, naftos ir naftos produktų tankis

druskų ir rūgščių tirpalų, cemento ir betono tirpalų tankis ir kt.

Paprastai kietosios medžiagos nuskęsta tirpdamos

pavyzdžiui, sviesto gabalėlis paskęs ghi, geležinis vinys – išlydytoje geležyje.

Tačiau nėra taisyklių be išimčių: žiemą susidaręs ledas ne skęsta, o plūduriuoja vandens paviršiuje, nes ledo tankis mažesnis tankis vandens. Priešingu atveju visi rezervuarai žiemą būtų užpildyti ledu ir gyvų organizmų juose negalėtų egzistuoti.

Italijoje, netoli Neapolio, yra žinomas „šunų urvas“. Jo apatinėje dalyje yra ištisinis anglies dvideginio, kurio tankis 1,5 karto didesnis už oro tankį. Dujos pasklinda žemiau ir lėtai palieka urvą. Į urvą žmogus gali lengvai patekti, bet šuniui toks pasivaikščiojimas baigiasi liūdnai.

4. Žemės pluta susideda iš sluoksnių, kurių tankis skiriasi. Vidutinio tankio reikšmės žemės pluta ir visoje Žemėje yra atitinkamai 2700 kg/m 3 ir 5520 kg/m 3

Nuorodos:

1. Peryshkin A.V. „Fizika 7 kl.“ Leidykla „Drofa“ 2010 m

2. Khutorskoy A.V. , Khutorskaya L.N., Maslov I.S. „Kaip tapti mokslininku“. Maskvos „Globus“. 3. Landsbergis G.S. Pradinis vadovėlis fizika.T.1. – M.; UAB "Shrike", 1995 m.

4.Fizika-7. Redagavo A. A. Pinsky, V. G. Razumovskis, 1993 m.

5. Perelman Ya.I. Linksma fizika. Maskva. 2005 m.

6. Kabardinas O.F. Pamatinės medžiagos fizikoje. M. 2007 m.

7. Interneto ištekliai.

Mūsų darbo produktas yra pristatymas, kurį fizikos mokytojas gali panaudoti studijuodamas temą „Materijos tankis“. (1 priedas.)

1. Į stiklinę įpilkite vandens iki tam tikro lygio. Nuleidžiame cilindrą į stiklinę ir vandens lygis pakyla N padalinius. Stiklinės padalijimo kaina. Išimkite cilindrą iš stiklinės.

2. Į stiklinę nuleidžiame vientisą netaisyklingos formos korpusą. Apimtis
, Kur n– padalijimų skaičius, kuriuo pakilo kūno išstumtas vanduo. Absoliuti klaida gali būti laikoma
. Tada santykinė klaida:

3. Pasveriame kūną ir nustatome masę:
;

4. Absoliučios masės paklaida:

5. Tankis nustatomas pagal formulę: ρ=m/V t

Absoliutus ir santykinė klaida, kaip ir cilindro atveju, bus:

Išvada: galutinės cilindro tūrio ir tankio vertės yra šios:

V c = (70,690,62) cm3

ρ c = (1,560,01) cm3

Netaisyklingos formos kūno tūrio ir tankio vertės:

V=(25,250,25)cm3

ρ =(3,960,04) g/cm3

Vertybės V ir ρ rašomi tiksliai iki 2 skaitmens, nes Skaičiuojant įtraukiami dydžiai (aukštis ir skersmuo), kuriuos galima nustatyti tik tokiu tikslumu.

Netaisyklingos formos korpuso tūrio paklaida yra netiesiogiai susijusi su cilindro tūrio paklaida, todėl pirmasis negali būti mažesnis už antrąjį. Taigi netaisyklingos formos kūno tūrio įrašymas negali būti laikomas teisingu.

Šiuo atveju būtina atlikti šiuos skaičiavimus:

.

Skaičiavimas N Ir n pastovus, mes turime  V t =  V c =0,62cm 3, =  V ts/ V t =2,56%, t.y. V t = (25,250,62) cm3.

Saugumo klausimai

Kūno masė ir tankis.

Taisyklingos formos kūnų tūrių nustatymas.

Netaisyklingos formos kūnų tūrių nustatymas.

Svirtinių svarstyklių konstrukcija ir veikimo principas.

Kaip pasikeis to paties kūno masės nustatymo svirties skalėje rezultatas perkeliant iš Žemės į Mėnulį.

Laboratoriniai darbai№ 5

Tankio nustatymas

piknometro metodas

Įranga: piknometras, elektriniai svarstyklės, distiliuotas vanduo, tiriamasis skystis, bandomosios kietosios medžiagos gabaliukai.

Tikslas: įsisavinti tankio nustatymą piknometro metodu, įtvirtinti darbo su svarstyklėmis įgūdžius.

Trumpa darbo teorija

Piknometras yra griežtai apibrėžto pastovaus tūrio indas. Piknometrai, beveik visada pagaminti iš stiklo (dėl mažo cheminio reaktyvumo), būna įvairių formų.

Piknometras naudojamas tiek skysčio tankiui, tiek kietosios medžiagos tankiui nustatyti. Tankis matuojamas piknometru, sveriant jame esančią medžiagą, pripildant piknometrą iki žymės ant kaklo.

Skysčio tankį galima nustatyti pakaitomis sveriant tuščią piknometrą, piknometrą su distiliuotu vandeniu ir piknometrą su tiriamuoju skysčiu.

Tegul piknometro masė yra m piknometro, užpildyto tiriamuoju skysčiu, masė – M, distiliuoto vandens pripildyto piknometro masė – M`, tada tiriamo skysčio masė bus ( M–m), o distiliuoto vandens masė yra ( M`–m). Skysčio tankis dėl tūrių lygybės nustatomas pagal formulę:

. (5.1)

Kur ρ ` yra distiliuoto vandens tankis tam tikroje temperatūroje.

Bet mes neatsižvelgėme į tai, kad svėrimas atliekamas ore. Išveskime tikslią formulę, kurioje atsižvelgiama į oro tankį. Įveskime tokį užrašą: V– vidinis piknometro tūris (jo talpa), ρ ` – distiliuoto vandens tankis eksperimento temperatūroje (žr. I priedėlio lentelę), ρ – tikrasis tiriamo skysčio tankis, ρ c – oro tankis ( ρ in =0,0012 g/cm3), ρ p – svorių tankis. Tada V ρ bus tikroji piknometre esančio skysčio masė; V ρ` – tikroji to paties tūrio vandens masė; V ρ c – bandomojo skysčio arba distiliuoto vandens iš piknometro išstumto oro masė;
arba
oro masė, išstumta svoriais, kurie atitinkamai subalansuoja bandomąjį skystį arba distiliuotą vandenį. Remdamiesi tiriamo skysčio svarstyklių pusiausvyros faktu, turime:

arba

. (5.2)

Taip pat distiliuotam vandeniui:

(5.3)

Susiedami lygybę (5.2) su lygybe (5.3), turime:

,

arba, atsižvelgiant į (5.1):

(5.4)

Formulė (5.4) leidžia nustatyti skysčio tankį naudojant piknometrą.

Jei yra kietoji medžiaga, sudaryta iš daugybės gana mažų netaisyklingos formos gabalėlių, netirpių vandenyje, tokiu atveju tankis taip pat gali būti nustatomas piknometro metodu.

Leiskite m– kuo daugiau tiriamo kietojo kūno gabalėlių masė, piknometro su distiliuotu vandeniu masė M 1 , M– piknometro masė su distiliuotu vandeniu ir kietosios medžiagos gabalėliais (dėdami kietosios medžiagos gabaliukus į piknometrą, vandens perteklių, kuris pakyla virš žymių, pašalinkite filtravimo popieriumi). Kietų gabalų tūris ( m/ ρ 1) bus lygus išstumto vandens tūriui
tie.
, nuo kurio kietosios medžiagos tankis, neatsižvelgiant į oro pataisą, bus:

(5.5)

Čia ρ ` yra distiliuoto vandens tankis tam tikroje temperatūroje. Kad būtų atsižvelgta į oro pataisą, pateikiame tokį užrašą: V yra bendras kieto kūno dalių tūris, ρ – tikrasis jų tankis, ρ c – oro tankis, ρ p – svorių tankis. Tada ( V ρ) – tikroji tiriamų kūno dalių masė, ( V ρ`) yra tikroji jų išstumto vandens masė, ( V ρ c) – tokio paties tūrio kieto kūno gabalėlių ar vandens išstumto oro masė; ( m/ ρ p) ρ c – gabalėlius balansuojančių svarmenų išstumto oro masė;
- oro masė, kurią išstumia svoriai, balansuojantys vandenį. Iš čia tiriamoms kūno dalims

Panašiai ir vandeniui: (5.7)

Lygybę (5.6) padalinę iš (5.7) termino gauname

kur
(5.8)

Išraiška (5.8) leidžia piknometro metodu nustatyti kieto kūno tankį.

Pratimas:

1. Apgalvokite eigą ir išdėstykite eksperimento planą (tyrimo objektą nurodo mokytojas).

2. Parengti ataskaitos formą.

5. Parengti ataskaitą.

Fokin Dmitry, Zaripov Yulian 7 „A“ klasė MKOU 1 vidurinė mokykla, Minyara

Susipažinti su matavimų fizikinių dydžių matavimo metodais, naudojant kietųjų kūnų tankio nustatymo pavyzdį.

Parsisiųsti:

Peržiūra:

III Ašinskio regioninis abstrakčių ir tiriamųjų darbų konkursas

5-8 klasių mokiniams

Kietųjų medžiagų tankio nustatymas

skirtingi metodai

(gamtos istorija)

7 „A“ klasės MKOU 1 vidurinė mokykla, Minjara Prižiūrėtojas: Laktionova Nadežda

Sergejevna, fizikos mokytoja

Aša – 2013 m

1. Įvadas ………………………………………………………………..............3

2. Pagrindinė dalis

2.1. Įranga ir matavimo metodas.................................................. ..................................4-6

2.2. Kietųjų medžiagų tankio nustatymas…………………………………6-7

2.2.1. Mendelejevo metodas……………………………………………………………… 7-8

2.2.2. Archimedo metodas…………………………………………………… 8-10

2.2.3. Abejingas plaukimo būdas………………………………..10-12 3. Išvada …………………………………….…………………………….12

4. Literatūra…………………………………………………………13

5. Taikymas ……………………………………………………………….14-18

1. Įvadas

Ką reiškia teisingai išmatuoti fizikinį dydį? Į šį klausimą nelengva atsakyti. Paprastai painiojamos dvi sąvokos: teisingai ir tiksliai. „Jie dažnai bando atlikti matavimus didžiausiu įmanomu tikslumu, t.y. kad matavimo paklaida būtų kuo mažesnė. Tačiau reikia turėti omenyje, kad kuo tiksliau norime išmatuoti, tuo sunkiau tai padaryti. Todėl iš matavimų nereikėtų reikalauti didesnio tikslumo, nei būtina problemai išspręsti..

Aš nusistačiau užduotis nustatyti kietųjų kūnų tankius įvairių metodų, palyginkite gautus rezultatus su lentelėse pateiktais ir įsitikinkite, kad mūsų vykdomas eksperimentas duoda nedidelę paklaidą.Kodėl reikia žinoti medžiagos tankį? Medžiagos tankis turi būti žinomas įvairiais praktiniais tikslais. Inžinierius, kurdamas mašiną, gali iš anksto apskaičiuoti būsimos mašinos dalių masę pagal medžiagos tankį ir tūrį. Kokios masės bus statomas pastatas, gali nustatyti statytojas.Taigi, jei okeanologai žino vertikalų jūros vandens tankio pasiskirstymą, jie gali apskaičiuoti srovių kryptį ir greitį. Norint nustatyti stabilumą, taip pat turi būti žinomas vertikalus tankio pasiskirstymas vandens masė: Jei masė nestabili, ty jei tankesnis vanduo yra virš mažiau tankaus vandens, susimaišys. Net ir namuose, perkant kilimą, reikėtų atkreipti dėmesį į krūvos tankį. Kilimas didelio tankio tarnaus ilgiau ir ant jo neliks įlenkimų nuo baldų kojelių.

Darbo tikslas: susipažins su kietųjų kūnų tankio nustatymo pavyzdžiu atliktų matavimų fizikinių dydžių matavimo metodais.

2. Pagrindinė dalis

2.1. Įranga ir matavimo metodas

Norėdami įvertinti kietosios medžiagos tankį, turite žinoti jo tūrį ir masę. Kūno masę galima nustatyti sveriant ant svertinių svarstyklių. Taisyklingos geometrinės formos kūno tūris nustatomas jį išmatavus tiesiniai parametrai. Taigi, norint sužinoti kūno tankį, būtina atlikti seriją fiziniai matavimai. Matavimas reiškia išmatuoto dydžio palyginimą su kitu dydžiu, kuris laikomas matavimo vienetu.

Matavimai skirstomi į tiesioginius ir netiesioginius. Atliekant tiesioginius matavimus, nustatomas kiekis lyginamas su matavimo vienetu tiesiogiai naudojant matavimo prietaisą, sukalibruotą atitinkamais vienetais. Tiesioginių matavimų pavyzdžiai yra ilgio matavimas liniuote ir intervalų matavimas chronometru. At netiesioginiai matavimai norima dydžio vertė nėra matuojama tiesiogiai, o nustatoma pagal žinomą ryšį tarp šio dydžio ir verčių, gautų atliekant tiesioginius matavimus. Netiesioginiai yra, pavyzdžiui, kietųjų kūnų tūrio, tankio matavimai, kūno greičio matavimas iš kelio atkarpų ir laiko intervalų matavimų, matavimas. varža viela. Tačiau joks fizinis dydis negali būti nustatytas absoliučiai tiksliai. Kitaip tariant, bet koks matavimas visada atliekamas su tam tikra paklaida – neapibrėžtumu. Todėl gavo į

Atlikus matavimus formoje turi būti įrašyta bet kokio dydžio reikšmė x ± Δ x, (1)

kur Δx - absoliuti matavimo paklaida, apibūdinanti galimą tam tikro dydžio išmatuotos vertės nuokrypį nuo tikrosios vertės. Tuo pačiu metu nuo tikroji prasmė lieka nežinoma, galima pateikti tik apytikslį absoliučios paklaidos įvertinimą. Kadangi klaidų priežastys labai skirtingos, būtina klaidas klasifikuoti. Tik tada galima juos teisingai įvertinti, nes nuo klaidų tipo priklauso ir jų apskaičiavimo būdas.

Klaidos skirstomos į atsitiktines ir sistemines. Sisteminė paklaida yra matavimo paklaidos komponentas, kuris išlieka pastovus arba natūraliai kinta pakartotinai matuojant tą patį kiekį. Jis gali būti susijęs su matavimo priemonių gedimais, jų reguliavimo netikslumu ar neteisingu montavimu. Sisteminių klaidų iš esmės galima atmesti, nes jų priežastys daugeliu atvejų yra žinomos.

Atsitiktinė paklaida – tai matavimo paklaidos komponentas, kuris atsitiktinai kinta pakartotinai matuojant tą patį kiekį. Atsitiktinės paklaidos priklauso nuo sąlygų, kuriomis atliekami matavimai, ir nuo matuojamų objektų specifikos. Šios paklaidos iš esmės nepašalinamos, tačiau jų dydis mažėja, kai atliekami keli matavimai. Taip pat yra instrumentų klaidų, kurios gali būti sisteminės ir atsitiktinės. Šios klaidos yra susijusios su bet kurios (geros) matavimo priemonės netobulumu. Jei išmatuoto dydžio vertė nustatoma naudojant prietaiso skalę, absoliuti prietaiso paklaida paprastai laikoma lygus pusei svarstyklių padalijimo kaina (pavyzdžiui, liniuotė) arba skalės padalos kaina, jei instrumento rodyklė staigiai juda (chronometras).

Kaip jau minėta, atsitiktines klaidas galima sumažinti pakartotinai matuojant tą patį kiekį. Tačiau maksimalų galimą matavimo tikslumą lemia eksperimente naudojami instrumentai. Todėl matavimų skaičiaus didinimas prasmingas tik tol, kol atsitiktinė paklaida tampa aiškiai mažesnė už prietaiso paklaidą. Už teisingą įrašymą galutinis rezultatas reikia suapvalinti apskaičiuotą absoliučios paklaidos reikšmę ir patį matavimo rezultatą. Paprastai klaidų įvertinimo tikslumas yra labai mažas.

Todėl absoliuti paklaida suapvalinama iki vieno reikšmingo skaičiaus.

Tačiau jei paaiškėja, kad šis skaičius yra vienas, reikia palikti du reikšmingus skaičius. Galutinis rezultatas apvalinamas, atsižvelgiant į jo paklaidą. Be to, paskutinis reikšminga figūra Rezultatas turi būti tokio paties dydžio (toje pačioje dešimtainėje vietoje), kaip ir klaida. Jei, pavyzdžiui, paaiškėtų, kadρ = 8723, 23 kg/m3 ir

Δρ = 93,27 kg/m3,

tada teisingas rezultato įrašymas atrodys taip

ρ = (8720 ± 90) kg/m3.

2.2 Kietųjų medžiagų tankio nustatymas

Kūnai, pagaminti iš skirtingų medžiagų, turinčių vienodą masę, turi skirtingą tūrį. 1 toną sveriančios geležinės sijos tūris yra 0,13 m 3 , o 1 toną sveriančio ledo tūris yra 1,1 m 3 , t.y. beveik 9 kartus daugiau.

Iš šių pavyzdžių taip pat galime daryti išvadą, kad kūnai, kurių kiekvieno tūris yra 1 m3, pagaminti iš įvairių medžiagų, turi skirtingos masės. Geležies tūris 1 m 3 turi 7800 kg masę, o tokio pat tūrio ledo 900 kg, t.y. beveik 9 kartus mažiau. Šis skirtumas paaiškinamas tuo, kad įvairių medžiagų turi skirtingą tankį. Tankis parodo 1 m tūrio paimtos medžiagos masę 3 .

Tankis – fizikinis dydis, apibūdinantis vienodo tūrio kūnų savybę turėti skirtingą masę.

Norėdami nustatyti medžiagos tankį, turite padalinti kūno masę iš jo tūrio. Vadinasi, tankis yra fizikinis dydis, lygus kūno masės ir tūrio santykiui.

Medžiagos tankio vienetas yra. Tai yra vienalytės medžiagos, kurios masė yra 1 kg, o tūris yra 1 m, tankis 3 .

2.2.1. Mendelejevo metodas

Mendelejevo metodas (svėrimo metodas). Svarstyklės, kurių masė akivaizdžiai didesnė už kūno masę, dedamas ant vienos svarstyklių lėkštės, o svoriai – ant kitos, taip pasiekiama svarstyklių pusiausvyra. Tada sveriamas kūnas dedamas ant puodelio su svarmenimis, o svarmenys nuimami tol, kol vėl nusistovi pusiausvyra. Pašalintų svorių masė bus lygi kūno masei. Šis metodas leidžia pašalinti sistemines klaidas, susijusias su svarstyklių disbalansu ir jų jautrumo priklausomybe nuo apkrovos vertės.

Darbo tvarka:

1. Naudodami liniuotę, nustatykite tiriamo kūno matmenis, reikalingus jo tūriui apskaičiuoti. Išmatuokite kiekvieną parametrą bent penkis kartus.

2. Svarstyklėmis ir svoriais nustatykite kūno svorį. Pasverkite save bent penkis kartus.

3. Viskas eksperimentiniai rezultataiįeiti į stalą.

Matavimo rezultatų apdorojimas

1. Remiantis gautais eksperimentiniais duomenimis, nustatomos vidutinės linijinių matmenų ir kūno svorio reikšmės.

2. Naudodami vidutines išmatuotų parametrų vertes, apskaičiuokite

tiriamo kūno tankis.

3. Nustatykite absoliučiąją paklaidą Δρ . Užrašykite galutinį kūno tankio matavimo rezultatą, naudodami apvalinimo klaidų taisykles ir pačią išmatuotą vertę.

Lentelė Nr.1. Pirmas pavyzdys

Lentelė Nr.2. Antras pavyzdys

Lentelė Nr.3. Trečias pavyzdys

2.2.2.Archimedo metodas

Archimedo metodas: nuleisdami kūną į vandenį, iš išstumto vandens tūrio nustatome kūno tūrį, pasveriame jį svarstyklėmis, randame masę ir pagal formulę apskaičiuojame tankį.

Tikslas: išmokti eksperimentiškai nustatyti kietosios medžiagos tankį.

Įranga: mokinio svarstyklės, geležinis cilindras, aliuminio cilindras, rutulys, žalias kiaušinis, vanduo, matavimo cilindras, liejimo indas.

Darbo atlikimas

Geležinis cilindras

m =151g =0,151kg; V 1 =75 ml; V 2 = 95 ml V = 20 ml. =0,00002m3

C.D. = (80-70): 10 = 1 ml matavimo cilindro.

P=m\v=0,351kg\0,00002m3 =7550kg\m3 . Lentelės vertė 7800kg/m 3

Aliuminio cilindras

m=51g 590mg=0,051590kg; V 1 = 75 ml; V 2 = 94 ml; V = 19 ml. =0,000019m 3 C.D. = (80-70): 10 = 1 ml; P=m\v=0,05159kg\0,000019m 3 = 2715,3 kg\m 3

Stalo vertė 2700kg\m 3

Kamuolys (plexiglass)

m=9g 240mg=0,009240kg; V 1 =74 ml; V 2 = 82 ml; V = 8 ml = 0,000008 m 3 C.D.=(80-70):10=1ml; P=m\v=0,00924kg\0,000008m 3 =1155kg\m3.

Stalo vertė 1200kg\m 3

Netaisyklingas kūnas

m=9g 200mg =0,0092kg; V 1 =74 ml; V 2 = 77 ml; V = 3 ml = 0,000003 m 3 C.D.=(80-70):10=1ml; P=m\v=0,0092kg\0,000003=3066,7kg\m 3 .

Kiaušinis

m=41g 800mg=0,041800kg; V=38mg =0,000038m 3 ;

P=m\v=0,041800kg\0,000038m 3 =1100kg\m3.

Aš nustatau matavimo cilindro padalijimo kainą:

Matavimo cilindru išmatuoju kiaušinio tūrį:

Kiaušinio masės matavimas:

Aš apskaičiuoju kiaušinio tankį:;

Muilo gabaliukas

Ilgis – 83mm=0,083m; plotis – 52mm=0,052m; aukštis – 32mm=0,032m. m=172g=0,172kg; V=0,0001381 m 3; P = 0,172 kg\0,0001381 m 3 = 1245,47 kg\ m 3

Muilo masės matavimas:

Muilo gabaliuko tūrio matavimas:

Apskaičiuoju muilo tankį:

Muilo tankį išreiškiu taip:;

2.2.3 Abejingas plaukimo būdas

„...Jei kūno svoris yra būtent lygus svoriui išstumtas skystis, jis bus pusiausvyroje skystyje. Pavyzdžiui, vištienos kiaušinis paskendęs gėlo vandens, bet plūduriuoja sūrus. Galite paruošti druskos tirpalą, kurio koncentracija palaipsniui mažėja aukštyn, kad indo apačioje būtų didesnė plūduriavimo jėga, o viršuje - mažesnis svoris kiaušiniai. Tokiame tirpale kiaušinis laikomas tokiame gylyje, kur jo svoris lygus plūduriuojančiai jėgai. Jeigu kietasis kūnas yra vienalytis, t.y. turi vienodą tankį visuose taškuose, tada kūnas skęs, plūduriuos arba išliks pusiausvyroje skystyje, priklausomai nuo to, ar kūno tankis yra didesnis, mažesnis ar lygus skysčio tankiui. Nehomogeniškų kūnų atveju reikia lyginti su skysčio tankiu vidutinis tankis kūnai“. Tai reiškia, kad galima parinkti vienalytį druskos tirpalą vandenyje, kuriame kiaušinis plūduriuoja tam tikrame gylyje. Tirpalo tankį galima išmatuoti naudojant hidrometrą, nes pačiam tankiui išmatuoti užtenka nuo keturių iki penkių hidrometrų vienai klasei.

Šis metodas naudojamas laboratorinėje praktikoje, norint nustatyti, pavyzdžiui, mažų kristalų tankį gana plačiame diapazone. Tam sumaišius kelis skirtingo tankio skysčius, parenkamas tirpalas, kuriame kristalas plūduriuoja skysčio storiu. Įranga: stiklinė (250 ml), matavimo taurelė (400 ml), stiklinė (250 ml), hidrometras, prisotintas tirpalas stalo druskos, stiklo strypas.

Darbo eiga:

1. Įsitikinkite, kad hidrometras yra skirtas matuoti didesnius nei 1 g/cm3 tankius. Nustatykime hidrometro padalijimo kainą.

2. Įdėkite kiaušinį į matavimo puodelio (400 ml) dugną, iki pusės užpilkite švariu vandeniu.

3. Pradėkite dėti stiprų valgomosios druskos tirpalą, lengvai maišydami stikline lazdele, kol kiaušinis ims skilti nuo dugno. Įsitikinkite, kad kiaušinis neišplaukia į paviršių. Jei kiaušinis plūduriuoja, įpilkite švaraus vandens, kad sumažintumėte tirpalo tankį.

4. Supilkite tirpalą į stiklinę. Atsargiai nuleisdami hidrometrą į stiklinę, išmatuokite tirpalo tankį. Užrašykite gautą vertę, atsižvelgdami į matavimo paklaidą.ρ = (1100 ± 0,002) kg/m3.

5. Nubraižykite eksperimento eskizą, nurodykite jėgas, veikiančias matavimo puodelyje plūduriuojantį kiaušinį.

Matavimo klaida šiuo atveju nustatoma pagal hidrometro padalijimo kainą (pavyzdžiui, 0,002 kg/m3) ir todėl yra pusė padalijimo kainos (t.y. apie 0,1%), t.y. palyginama su klaida nustatant masę pirmuoju metodu.

Baigę mokslinį ir praktinį darbą, išmokome įvairiais metodais nustatyti taisyklingų ir netaisyklingų formų kūnų tankį ir įsitikinome, kad tiriamieji kūnai skęsta arba plūduriuoja skysčio (vandens) viduje, nes medžiagų, iš kurių jie susideda, tankis yra didesnis už vandens (vandens).

3. Išvada

Iškėliau sau užduotį įvairiais metodais nustatyti kietųjų kūnų tankius, gautus rezultatus palyginti su lentelėse pateiktais ir įsitikinti, kad mano atliktas eksperimentas davė klaidą. Atlikau savo užduotį, bet supratau, kad labai sunku tiksliai nustatyti kūno tankį. Šias problemas giliau nagrinėsiu vidurinėje mokykloje.Todėl mano užduotis vidurinėje mokykloje – susipažinti su klaidų skaičiavimu ir išmokti gauti tikslesnius matavimus.

4. Literatūra

1. Zaidelis A.N. Klaidos matuojant fizikinius dydžius. – L.: Nauka, 2010 m.
2. Chemijos enciklopedija. – M.: Cheminė enciklopedija, 2009 m.
3. Fizika./Red. A.A. Pinskis. – M.: Švietimas, 2010 m.
4. Landsbergis G.S. Pradinės fizikos vadovėlis. T. 1. - M.: UAB "Shrike", 2007 m.
5. Detlaf A.A. Fizikos kursas. – M., 2007 m.
6. Fiziniai kiekiai. Katalogas. – M., 2010 m.
7. Fizinis seminaras, kurį redagavo Iveronova V.I. – M., 2003 m.
8. Yavorsky B.M., Detlafas A.A. Fizikos vadovas. – M., 2004 m.

5. Taikymas

1 priedas

Pirmojo mėginio tankis ρ= (526,5 ± 3,5) kg/m3 (liepa),

lentelės vertė 530 kg/m3

Pirmas pavyzdys. Liepa

Antrojo mėginio tankis ρ= (629,5 ± 20,5) kg/m3 (beržas),

lentelės vertė650 kg/m3

Antras pavyzdys. Beržas

Trečiojo mėginio tankis ρ= (708,5 ± 7,5) kg/m3 (ąžuolas),

lentelės vertė 700 kg/m3

Trečias pavyzdys. Ąžuolas

2 priedas

Ryžiai. 1. Kūno tankio nustatymas indiferentinio plaukimo metodu

3 priedas

Kai kurių kietųjų medžiagų tankiai

Kai kurių skysčių tankis
(esant normaliam atmosferos slėgiui, t = 20ºC)

Kai kurių dujų tankiai
(esant normaliam atmosferos slėgiui, t = 20ºC)

Įsitikinkite, kad kūnas yra atsparus vandeniui, nes aprašytas metodas apima kūno panardinimą į vandenį. Jei kūnas yra tuščiaviduris arba į jį gali prasiskverbti vanduo, šiuo metodu tiksliai nustatyti jo tūrio nepavyks. Jei organizmas sugeria vandenį, įsitikinkite, kad vanduo jo nepažeis. Nemerkite elektros ar elektroninių prietaisų į vandenį, nes galite susižaloti. elektros šokas

• ir (arba) paties daikto sugadinimas. Jei įmanoma, užsandarinkite korpusą vandeniui atspariame plastikiniame maišelyje (išleidę orą). Tokiu atveju apskaičiuosite gana tikslią vertę kūno apimtis, nes tūris plastikinis maišelis

Raskite talpyklą, kurioje yra kūnas, kurio tūrį skaičiuojate. Jei matuojate tūrį smulkus daiktas, naudokite matavimo puodelį, ant kurio atspausdinta tūrio gradacija (skalė). Kitu atveju suraskite indą, kurio tūrį galima nesunkiai apskaičiuoti, pavyzdžiui, stačiakampį, kubą ar cilindrą (cilindro indu galima laikyti ir stiklą).

• Paimkite sausą rankšluostį, ant kurio uždėkite kūną po to, kai jį ištrauksite iš vandens.