
Визначення густини твердого тіла методом гідростатичного зважування
Мета: навчитись визначати густину твердого тіла, що тоне у воді і густину твердого тіла, що не тоне у воді.
Обладнання: склянка з водою; динамометр; досліджуване тіло, що тоне у воді; досліджуване тіло, що не тоне у воді; лінійка.
Короткі теоретичні відомості
Гідростатичне зважування з давніх часів застосовується для визначення густини різних речовин. Для цього використовують закон Архімеда . Густина твердих тіл визначається подвійним зважуванням: спочатку тіло зважують у повітрі, а потім у рідині, густина якої відома. Якщо тіло занурити у рідину, то на нього діє сила тяжіння і сила Архімеда, які напрямлені у протилежну сторону.
Густина – це фізична величина, яка дорівнює відношенню маси тіла до його об’єму
.
Одиницею вимірювання густини речовини є .
Хід роботи
І. Досліджуване тіло тоне у воді .
1. Тіло зважте у повітрі .
2. Тіло опустіть у склянку з водою (густина води ) і виміряйте за допомогою динамометра силу .
3. Обчисліть густину твердого тіла за виведеною формулою:
ІІ. Досліджуване тіло тоне у воді .
1. Виміряйте висоту води у склянці.
2. Опустіть у воду досліджуване тіло і виміряйте висоту води у склянці, коли тіло плаває на поверхні.
3. Занурте повністю тіло у воду і виміряйте висоту води у склянці.
4. Обчисліть густину досліджуваного тіла за виведеною формулою:
– об’єм витісненої тілом рідини, що дорівнює об’єму досліджуваного тіла.
– повний об’єм досліджуваного тіла.
– площина основи склянки.
Отже, ; .
Визначення густини твердого тіла методом гідростатичного зважування.
(перевірка знань по результатах виконання роботи)
1. Маса тіла в одиниці об’єму означає:
а) масу частини тіла;
б) густину тіла;
в) масу всього тіла.
2. Знаючи об’єм тіла та речовину, з якої воно виготовлена, можна обчислити його масу. Для цього треба:
а) ;
б) ;
в) .
3. Куди спрямована сила Архімеда?
а) вертикально вгору;
б) вертикально вниз;
в) залежно від конкретного випадку.
4. Як називають таке твердження: “на тіло, занурене в рідину або газ, діє виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі рідини або газу в об’ємі цього тіла”?
а) закон Паскаля;
б) закон Архімеда;
в) закон Ньютона.
5. Як зміниться осадка корабля при переході з річки в море?
а) зменшиться;
б) збільшиться;
в) залишиться незмінною.
6. Яка необхідна умова для того, щоб тіло тонуло в рідині?
а) ;
б) ;
в) .
Визначення густини твердого тіла методом гідростатичного зважування.
(перевірка знань по допуску до виконання роботи)
1. Вкажіть формулу (праву частину) за якою можна визначити густину тіла, що тоне у воді:
а) ;
б) ; де .
в) ;
2. Вкажіть формулу (праву частину) за якою можна визначити густину твердого тіла, що не тоне у воді:
а) ;
б) ;
в) .
3. До коромисла терезів підвішено два однакових за об’ємом алюмінієві циліндри. Чи порушиться рівновага терезів, якщо один циліндр занурити у воду, а другий – у спирт?
а) порушиться, бо ;
б) не порушиться;
в) порушиться, бо .
4. За якою формулою обчислюють архімедову силу?
а) ;
б) ;
в) .
5. Щоб тверде тіло могло сплисти на поверхню рідини, необхідно, щоб:
а) ; б) ; в) .