Как определить плотность пробирки.
Знаток
(289),
закрыт
12 лет назад
Дополнен 12 лет назад
Как определить плотность пробирки используя измеритель цилиндр с водой 🙂
Андрей Гулин
Просветленный
(29985)
12 лет назад
Для начала взвесить. Дальше – два варианта.
1. Если поставлена задача определить плотность пробирки с учётом находящегося в ней воздуха, то пробирку надо погрузить в цилиндр с водой так, чтобы вода в пробирку не попала. Затем полученную ранее массу поделить на полученный объём.
2. Если необходимо определить плотность стекла, из которого сделана пробирка, нужно заполнить её водой и поместить в цилиндр. Дальше – поделить массу на объём.
Надо налить в мензурку воды, измерить её объем, опустить стеклянную палочку в воду, измерить объём воды вместе с палочкой. разность объемов даст объем стеклянной палочки. Вычислить Fa=ρgV
Для того, чтобы узнать плотность стекла палочки, надо знать объем этого стекла и его массу. Объем вычисляем так же как Архимед – если палочку утопить в мензурке с водой, то уровень воды поднимется ровно на величину объема, занимаемого пробиркой.
Теперь масса. Если палочку не топить в мензурке с водой, а заставить ее плавать, то уровень воды тоже поднимется на определенную величину. Согласно закону Архимеда, на тело, погруженное в жидкость действует сила, равная весу жидкости имеющей объем, равный погруженной части тела. Но вспомним второй закон Ньютона. Согласно этому закону, тело будет покоиться тогда и только тогда, когда силы, действующие на тело либо отсутствуют, либо уравновешены. На пробирку действуют две силы: сила тяжести и сила Архимеда, и т. к. они уравновешены, то вес вытесненной воды равен силе тяжести, действующей на палочку. Вес – это сила, с которой тело действует на опору (не путать с массой!!!) . То есть если вода имеет массу m1, то ее вес равен p = m1g, а сила тяжести, действующая на палочку массы m равна F = mg.Таким образом масса вытесненной плавающей палочкой жидкости будет равна массе (корабелы говорят водоизмещению) палочки. Ну и окончательно, плотность стекла будет равна массе палочки деленной на ее объем.
Цель работы:
На опыте выяснить условия, при которых тело плавает и при которых тонет.
Приборы и материалы:
Весы с разновесами, измерительный цилиндр (мензурка), пробирка−поплавок с пробкой, проволочный крючок, сухой песок, фильтровальная бумага или сухая тряпка.
Указания к работе:
1. Повторите по учебнику § 52 “Плавание тел”.
2. Насыпьте в пробирку столько песка, чтобы она, закрытая пробкой, плавала в мензурке с водой в вертикальном положении и часть её находилась над поверхностью воды.
3. Определите выталкивающую силу, действующую на пробирку. Она равна весу воды, вытесненной пробиркой. Для нахождения этого веса определите сначала объём вытесненной воды. Для этого отметьте уровни воды в мензурке до и после погружения пробирки в воду. Зная объём вытесненной воды и плотность, вычислите её вес.
4. Выньте пробирку из воды, протрите её фильтровальной бумагой или тряпкой. Определите на весах массу пробирки с точностью до 1 г и рассчитайте силу тяжести, действующую на неё, она равна весу пробирки с песком в воздухе.
5. Насыпьте в прибор ещё немного песка. Вновь определите выталкивающую силу и силу тяжести. Проделайте это несколько раз, пока пробирка, закрытая пробкой, не утонет.
6. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 13. Отметьте, когда пробирка плавает и когда тонет или всплывает.
7. Сделайте вывод об условии плавания тела в жидкости.
Таблица 13.
reshalka.com
ГДЗ учебник по физике 7 класс Перышкин. №9 Выяснение условий плавания тела в жидкости. Номер №1
Решение
Ход работы.
1. Отметим уровень воды в мензурке до погружения пробирки в воду.
2. Насыплем в пробирку столько песка, чтобы она, закрытая пробкой, плавала в мензурке с водой в вертикальном положении и часть её находилась над поверхностью воды.
3. Отметим уровень воды в мензурке после погружения пробирки в воду.
Разница между первоначальным объёмом и объёмом жидкости, в которое погружено тело, равна объёму этого тела.
V
=
V
2
−
V
1
, где
V
2
− объём воды и тела,
V
1
− начальный объём воды в мензурке.
Опущенная в воду пробирка вытесняет 23
с
м
3
(
0
,
000023
м
3
) воды.
5. Определим выталкивающую силу, действующую на пробирку.
F
А
=
g
ρ
ж
V
т
, где
ρ
ж
− плотность жидкости,
V
т
− объём погруженного тела.
F
А
1
=
9
,
8
∗
1000
∗
0
,
000023
=
0
,
23
Н.
6. Вынем пробирку из воды и определим на весах её массу.
7. Масса пробирки с песком
m
1
= 19,8 г (0,0198 кг).
8. Рассчитаем вес пробирки.
F
т
я
ж
=
P
=
g
m
;
F
т
я
ж
1
=
P
1
=
9
,
8
∗
0
,
0198
=
0
,
19
Н.
8. Добавим в пробирку ещё немного песка. Взвесим на весах пробирку и узнаем её массу. Определим выталкивающую силу и силу тяжести
m
2
= 35 г (0,035 кг).
Опущенная в воду пробирка вытесняет 35
с
м
3
(
0
,
000035
м
3
) воды.
F
А
2
=
9
,
8
∗
1000
∗
0
,
000035
=
0
,
34
Н.
F
т
я
ж
2
=
P
2
=
9
,
8
∗
0
,
035
=
0
,
34
Н.
9. Добавим в пробирку ещё немного песка. Взвесим на весах пробирку и узнаем её массу. Определим выталкивающую силу и силу тяжести
m
3
= 42,2 г (0,0422 кг).
Опущенная в воду пробирка вытесняет 35
с
м
3
(
0
,
000035
м
3
) воды.
F
А
3
=
9
,
8
∗
1000
∗
0
,
000035
=
0
,
34
Н.
F
т
я
ж
3
=
P
2
=
9
,
8
∗
0
,
0422
=
0
,
43
Н.
10. Запишем полученные измерения и вычисления в таблицу 13.
Таблица 13.
| № опыта | Выталкивающая сила, действующая на пробирку, F, Н F = g ρ ж V |
Вес пробирки с песком P, Н P = gm | Поведение пробирки в воде (плавает пробирка или тонет) |
|---|---|---|---|
| 1 | 0,23 | 0,19 | всплывает |
| 2 | 0,34 | 0,34 | плавает |
| 3 | 0,34 | 0,43 | тонет |
11.На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила − сила Архимеда. Сила Архимеда зависит от плотности жидкости, в которую погружено тело, и от объёма погруженной части тела.
Она не зависит от массы тела и может быть больше, меньше или равна силе тяжести.
Если
F
т
я
ж
>
F
А
, то тело тонет;
Если
F
т
я
ж
=
F
А
, то тело плавает;
Если
F
т
я
ж
<
F
А
, то тело всплывает.
Вывод. В ходе лабораторной работы мы выяснили условия, при которых тело плавает, всплывает и при которых тонет.
ПОМОГИТЕ РЕШИТЬ ФИЗИКУ!!!!
Для измерения плотности жидкостей изготовлен прибор в виде стеклянной пробирки.Пробирка частично заполнена песком для того,чтобы в жидкости она плавала в
вертикальном положении.В воде пробирка плавает при погружении в воду на 9 см, в неизвестной жидкости глубина погружения равна 10 см.Чему равна плотность этой жидкости?
Задачи на плотность, массу и объем с решением
Формулы, используемые в задачах по физике на плотность, массу и объем.
Название величины |
Обозначение |
Единицы измерения |
Формула |
Масса |
m |
кг |
m = p * V |
Объем |
V |
м3 |
V = m / p |
Плотность |
p |
кг/м3 |
p = m / V |
Плотность равна отношению массы тела к его объёму. Плотность обозначают греческой буквой ρ (ро).
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1. Найдите плотность молока, если 206 г молока занимают объем 200 см3?
Задача № 2. Определите объем кирпича, если его масса 5 кг?
Задача № 3. Определите массу стальной детали объёмом 120 см3
Задача № 4. Размеры двух прямоугольных плиток одинаковы. Какая из них имеет большую массу, если одна плитка чугунная, другая — стальная?
Решение: Из таблицы плотности веществ (см. в конце страницы) определим, что плотность чугуна (ρ2 = 7000 кг/м3) меньше плотности стали (ρ1 = 7800 кг/м3). Следовательно, в единице объема чугуна содержится меньшая масса, чем в единице объема стали, так как чем меньше плотность вещества, тем меньше его масса, если объемы тел одинаковы.
Задача № 5. Определите плотность мела, если масса его куска объемом 20 см3 равна 48 г. Выразите эту плотность в кг/м3 и в г/см3.
Ответ: Плотность мела 2,4 г/см3, или 2400 кг/м3.
Задача № 6. Какова масса дубовой балки длиной 5 м и площадью поперечного сечения 0,04 м2 ?
ОТВЕТ: 160 кг.
РЕШЕНИЕ. Из формулы для плотности получаем m = p • V. С учетом того, что объем балки V = S • l , получаем: m = p • S • l.
Вычисляем: m = 800 кг/м3 • 0,04 м2 • 5 м = 160 кг.
Задача № 7. Брусок, масса которого 21,6 г, имеет размеры 4 х 2,5 х 0,8 см. Определить, из какого вещества он сделан.
ОТВЕТ: Брусок сделан из алюминия.
Задача № 8 (повышенной сложности). Полый медный куб с длиной ребра а = 6 см имеет массу m = 810 г. Какова толщина стенок куба?
ОТВЕТ: 5 мм.
РЕШЕНИЕ: Объем кубика VK = а3 = 216 см3. Объем стенок VС можно вычислить, зная массу кубика mК и плотность меди р: VС = mК / р = 91 см3. Следовательно, объем полости VП = VK — VC = 125 см3. Поскольку 125 см3 = (5 см)3, полость является кубом с длиной ребра b = 5 см. Отсюда следует, что толщина стенок куба равна (а — b)/2 = (6 – 5)/2 = 0,5 см.
[highlight background=»blue» color=»»]Задача № 9 (олимпиадный уровень). [/su_highlight] Масса пробирки с водой составляет 50 г. Масса этой же пробирки, заполненной водой, но с куском металла в ней массой 12 г составляет 60,5 г. Определите плотность металла, помещенного в пробирку.
ОТВЕТ: 8000 кг/м3
РЕШЕНИЕ: Если бы часть воды из пробирки не вылилась, то в этом случае общая масса пробирки, воды и куска металла в ней была бы равна 50 г + 12 г = 62 г. По условию задачи масса воды в пробирке с куском металла в ней равна 60,5 г. Следовательно, масса воды, вытесненной металлом, равна 1,5 г, т. е. составляет 1/8 массы куска металла. Таким образом, плотность металла в 8 раз больше плотности воды.
Задачи на плотность, массу и объем с решением. Таблица плотности веществ.
Справочный материал для «Задачи на плотность, массу и объем«
Как, зная только массу, рассчитать плотность?
- Если объем тела (вещества) неизвестен или не задан явно в условиях задачи, то попытайтесь его измерить, вычислить или узнать, используя косвенные (дополнительные) данные.
- Если вещество сыпучее или жидкое, то оно, как правило, находится в емкости, которая обычно имеет стандартный объем. Так, например, объем бочки обычно равен 200 литров, объем ведра – 10 литров, объем стакана – 200 миллилитров (0,2 литра), объем столовой ложки – 20 мл, объем чайной – 5 мл. Об объеме трехлитровых и литровых банок нетрудно догадаться из их названия.
- Если жидкость занимает не всю емкость или емкость нестандартная, то перелейте ее в другую тару, объем которой известен.Если подходящей емкости нет, перелейте жидкость с помощью мерной кружки (банки, бутылки). В процессе вычерпывания жидкости просто посчитайте количество таких кружек и умножьте на объем мерной тары.
- Если тело имеет простую форму, то вычислите его объем, используя соответствующие геометрические формулы. Так, например, если тело имеет форму прямоугольного параллелепипеда, то его объем будет равен произведению длин его ребер. То есть: Vпар. = a • b • c, где Vпар. – объем прямоугольного параллелепипеда, а a, b, c — значения его длины, ширины и высоты (толщины), соответственно.
- Если тело имеет сложную геометрическую форму, то попробуйте (условно!) разбить его на несколько простых частей, найти объем каждой из них отдельно и затем сложить полученные значения.
- Если тело невозможно разделить на более простые фигуры (например, статуэтку), то воспользуйтесь методикой Архимеда. Опустите тело в воду и измерьте объем вытесненной жидкости. Если тело не тонет, то «утопите» его с помощью тонкой палочки (проволоки).
- Если объем вытесненной телом воды посчитать проблематично, то взвесьте вылившуюся воду, или найдите разность между начальной и оставшейся массой воды. При этом, количество килограммов воды будет равняться количеству литров, количество граммов – количеству миллилитров, а количество тонн – количеству кубометров.
Конспект урока «Задачи на плотность, массу и объем с решением».
Следующая тема: «Задачи на силу тяжести и вес тела».
