Задание 17

Косвенные измерения (экспериментальное задание на реальном оборудовании) · 76 заданий

Задание №17
№17
Необходимо провести измерение мощности электрического тока, потребляемой лампой накаливания. В исследовании используются электрическая лампа на подста…
Работа и мощность электрического тока
Задание №17
№17
Необходимо провести исследование зависимости силы упругости, возникающей в пружине, от степени деформации пружины. В исследовании используется пружина…
Закон Гука
Задание №17
№17
Необходимо провести исследование зависимости силы трении скольжения при движении каретки по поверхности стола от силы нормального давления каретки на…
Сила трения
Задание №17
№17
Необходимо провести измерение электрического сопротивления резистора. В исследовании используются резистор, источник постоянного тока, ключ, соедините…
Закон Ома
Задание №17
№17
Необходимо провести исследование зависимости силы тока в резисторе от напряжения на его концах. В исследовании используется резистор, источник постоян…
Закон Ома
Задание №17
№17
Необходимо провести измерение работы электрического тока, протекающего через лампу накаливания в течение 1 мин. В исследовании используются электричес…
Работа и мощность электрического тока
Задание №17
№17
Используя брусок с крючком, динамометры № 1 и № 2, грузы № 1, № 2 и № 3, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для измерения коэффи…
Сила трения
Задание №17
№17
Используя источник тока, вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода и резистор, обозначенный R 2, соберите экспериментальную установк…
Работа и мощность электрического тока
Задание №17
№17
Используя источник тока, вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода, резистор, обозначенный R 1, соберите экспериментальную установку…
Закон Ома
Задание №17
№17
Используя брусок с крючком, динамометры № 1 и № 2, груз № 1, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для измерения коэффициента трени…
Сила трения
Задание №17
№17
Используя собирающую линзу 2, экран, линейку, соберите экспериментальную установку для определения оптической силы линзы. В качестве источника света и…
Практические работы
Задание №17
№17
Используя брусок с крючком, динамометр № 2, грузы № 1 и № 2, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для измерения коэффициента трени…
Сила трения

Задание №17 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Используя весы, мензурку, стакан с водой, цилиндр $№$ 1, соберите экспериментальную установку для измерения плотности материала, из которого изготовлен цилиндр $№$ 1. Абсолютная погрешность измерения массы тела составляет ±0,1 г. Абсолютная погрешность измерения объёма тела равна ±2 см³.

В бланке ответов $№$ 2:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки для определения объёма тела;

2) запишите формулу для расчёта плотности;

3) укажите результаты измерения массы цилиндра и его объёма с учётом абсолютных погрешностей измерений;

4) запишите значение плотности материала цилиндра.

Ваше решениедо 3 баллов

Запишите решение задачи...

Решение

Решение.

Для определения плотности материала цилиндра необходимо измерить его массу с помощью весов и объём с помощью мензурки с водой. Плотность вычисляется как отношение массы тела к его объёму.

1) Рисунок экспериментальной установки для определения объёма тела
На рисунке следует схематично изобразить мензурку с водой до погружения цилиндра (уровень $V_{1}$ ) и мензурку с погруженным в неё цилиндром (уровень $V_{2}$ ). Объём цилиндра определяется как разность уровней жидкости: $V = V_{2} - V_{1}$ .

2) Формула для расчёта плотности
$\rho = \frac{m}{V}$ ,
где $m$ — масса цилиндра, $V$ — объём цилиндра.

3) Результаты измерений (с учётом погрешностей)
Примечание: В данном задании значения зависят от конкретного лабораторного оборудования (цилиндра № 1). Приведём пример записи для стандартного стального цилиндра массой 189 г и объёмом 24 см³.
Масса цилиндра: $m = 189,0 \pm 0,1$ г
Объём цилиндра: $V = 24 \pm 2$ см³

4) Расчёт значения плотности материала
Подставим измеренные значения в формулу:
$\rho = \frac{189 \text{ г}}{24 \text{ см}^{3}} = 7,875 \text{ г/см}^{3}$
Округлим результат до десятых (согласно правилам значимых цифр при косвенных измерениях):
$\rho \approx 7,9 \text{ г/см}^{3}$

Переведём в единицы СИ (по необходимости):
$7,9 \text{ г/см}^{3} = 7900 \text{ кг/м}^{3}$

Ответ: 1) Рисунок выполнен; 2) $\rho = \frac{m}{V}$ ; 3) $m = 189,0 \pm 0,1$ г, $V = 24 \pm 2$ см³; 4) $\rho \approx 7,9 \text{ г/см}^{3}$ (или $7900 \text{ кг/м}^{3}$ ).

Источник: ФИПИ