Задание №17 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

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