№ 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ТВЁРДОГО ТЕЛА. Цель работы Определить плотность вещества твёрдого тела с помощью весов и измерительного цилиндра.
Реши задание на изображении
Сверь числа и знаки с фото.
№ 5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ТВЁРДОГО ТЕЛА Цель работы Определить плотность вещества твёрдого тела с помощью весов и измерительного цилиндра. Приборы и материалы Весы рычажные с разновесами, измерительный цилиндр, твёрдое тело неизвестной плотности, нить. УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ
- Измерьте массу тела на весах (рис. 197, а). [Рисунок: рычажные весы; на одной чашке гири, на другой — металлический цилиндр; рядом измерительный цилиндр с водой и телом на нити.] Рис. 197 а) б)
- Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений с учётом абсолютной погрешности и вычислений записывайте в таблицу 14. Таблица 14 Масса тела \(m \pm \Delta m\), г | Объём тела \(V \pm \Delta V\), см³ | Плотность вещества \(\rho\): \(\frac{\text{г}}{\text{см}^3}\), \(\frac{\text{кг}}{\text{м}^3}\)
- Измерьте объём тела с помощью измерительного цилиндра (рис. 197, б).
- Проанализируйте таблицу 3, чтобы понять, в каких границах значений можно получить плотность твёрдого тела.
- Рассчитайте по формуле \(\rho=\frac{m}{V}\) плотность вещества, из которого сделано тело.
- Сделайте вывод, попадает ли полученный результат в определённые вами границы значений.
- По таблице 3 определите вещество, из которого может быть сделано данное тело.
Кратко: плотность вычисляют по формуле \(\rho=\frac{m}{V}\). В этой лабораторной работе нет готовых числовых данных: массу и объём нужно измерить самому, а по фотографии показаний весов и цилиндра не видно. Поэтому конкретную плотность и вещество по снимку назвать нельзя — можно правильно оформить решение и посчитать, когда будут твои измерения.
1. Масса тела Уравновесь тело гирями. Масса тела равна сумме масс гирь: \[ m=m_1+m_2+\ldots \] Запиши в таблицу \(m\pm\Delta m\), где \(\Delta m\) — абсолютная погрешность измерения массы, указанная для весов.
2. Объём тела Налей в измерительный цилиндр воду и запиши начальный объём \(V_1\). Полностью погрузи тело на нити, не касаясь стенок, и запиши \(V_2\). Тогда \[ V=V_2-V_1. \] В таблицу запиши \(V\pm\Delta V\), где \(\Delta V\) — погрешность измерительного цилиндра.
3. Плотность \[ \rho=\frac{m}{V}. \] Если \(m\) в граммах, а \(V\) в см³, то \(\rho\) получится в г/см³. Перевести в кг/м³: \[ 1\ \text{г/см}^3=1000\ \text{кг/м}^3. \] То есть числовое значение в г/см³ надо умножить на 1000.
4. Погрешность и границы Относительная погрешность: \[ \varepsilon_\rho=\frac{\Delta m}{m}+\frac{\Delta V}{V}. \] Абсолютная погрешность плотности: \[ \Delta\rho=\rho\cdot\varepsilon_\rho. \] Результат записывают так: \[ \rho\pm\Delta\rho. \] Затем проверяют, попадает ли табличное значение плотности в границы: \[ [\rho-\Delta\rho;\ \rho+\Delta\rho]. \]
5. Определение вещества По таблице 3 выбирают вещество, плотность которого попадает в полученный интервал. Если подходят несколько веществ, по одной плотности однозначно определить материал нельзя.
Пример только для образца оформления: если \(m=78\) г, \(V=10\) см³, то \(\rho=7{,}8\) г/см³ \(=7800\) кг/м³; по таблице это близко к стали. Но это не твои измерения, а только пример.
Проверка: плотности твёрдых тел обычно составляют от десятых долей до примерно 20 г/см³; если получилось «7,8 кг/м³», скорее всего, потерян перевод единиц.
Пришли измеренные \(m\), \(V\) и погрешности — я посчитаю плотность и помогу определить вещество.
Обсуждение
2 сообщенияНа фото — лабораторная работа №5 «Определение плотности твёрдого тела». Числовой ответ по фотографии получить нельзя: не видны показания весов и начальный/конечный уровни воды в мензурке. Нужны измерения \(m\), \(V_1\), \(V_2\).
Как решать
- Измерь массу тела на весах: \(m\).
- Налей в мензурку воду и запиши начальный объём \(V_1\).
- Опусти тело полностью в воду и запиши конечный объём \(V_2\).
- Объём тела: \[ V=V_2-V_1 \]
- Плотность: \[ \rho=\frac{m}{V} \]
- Переведи в кг/м³: \[ 1\ \text{г/см}^3=1000\ \text{кг/м}^3 \]
Таблица 14
| \(m \pm \Delta m\), г | \(V \pm \Delta V\), см³ | \(\rho\), г/см³ | \(\rho\), кг/м³ |
|---|---|---|---|
| твоё значение | \(V_2-V_1\) | \(\frac{m}{V}\) | \(\rho\cdot1000\) |
Погрешности: \(\Delta V\) — половина цены деления мензурки, \(\Delta m\) — наименьшая гиря или цена деления весов. Затем по таблице 3 учебника определи вещество: его плотность должна быть близка к полученному \(\rho\).
Ответы на вопросы сверху
Объём твёрдого тела можно измерить мензуркой, если тело полностью помещается в воду, не растворяется и не впитывает воду. Объём равен разности уровней воды до и после погружения.
Другие тела измеряются так же: \(V=V_2-V_1\). Важно, чтобы тело было полностью погружено и не всплывало.
Дополнительное задание
Если тело не входит в мензурку, используют отливной сосуд. Его наполняют водой до отверстия, подставляют мензурку под слив и осторожно опускают тело. Вылившаяся вода по объёму равна объёму тела. Если тело плавает, его притапливают тонкой палочкой.
Пришли значения \(m\), \(V_1\), \(V_2\) и цену деления мензурки — я заполню таблицу, посчитаю плотность и назову вещество.
