Задание №17 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

#59245Задание №17ФИПИ

Масса. Плотность веществаПрактические работы

Используя весы, мензурку, стакан с водой, цилиндр $№$ 2, соберите экспериментальную установку для измерения плотности материала, из которого изготовлен цилиндр $№$ 2. 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

Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям

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 воду цилиндром (уровень $V_{2}$ ). Объём цилиндра определяется по разности 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
Примечание: Значения ниже являются типовыми для стандартного лабораторного набора (цилиндр № 2 обычно стальной или латунный). При выполнении реальной работы необходимо записать данные, полученные на весах и мензурке.
Масса цилиндра (с учётом погрешности):
$m = (189,0 \pm 0,1)$ г
Объём цилиндра (с учётом погрешности):
$V = V_{2} - V_{1} = 84 \text{ см}^{3} - 60 \text{ см}^{3} = 24 \text{ см}^{3}$
$V = (24 \pm 2)$ 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 значащих цифр):
$\rho \approx 7,9 \text{ г/см}^{3}$ (или $7900 \text{ кг/м}^{3}$ ).

Ответ: 1) Рисунок мензурки с водой и цилиндром; 2) $\rho = \frac{m}{V}$ ; 3) $m = (189,0 \pm 0,1)$ г, $V = (24 \pm 2)$ см³; 4) $\rho \approx 7,9 \text{ г/см}^{3}$ .

Источник: ФИПИ