Фізика. Повторне видання. 7 клас. Бар’яхтар

Лабораторна робота № 2. Вимірювання об’ємів твердих тіл, рідин і сипких матеріалів

Мета: виміряти об’єми твердих тіл (правильної і неправильної геометричної форми), рідини та сипких матеріалів.

Обладнання: мірна посудина; лінійка; три пластикові стаканчики: з водою, пшоном, піском; тверде тіло неправильної геометричної форми; тверде тіло, що має форму прямокутного паралелепіпеда; нитки.

Теоретичні відомості

1. Об’єм — це фізична величина, яка характеризує властивість тіл займати певну частину простору. Одиницею об’єму в Міжнародній системі одиниць (CI) є кубічний метр (м3). Існують кратні та частинні одиниці об’єму: 1 дм3 = 0,1 м • 0,1 м • 0,1 м = 0,001 м3; 1 см3 = 0,001 дм3 = 0,000001 м3. Позасистемною одиницею об’єму є літр (л): 1 л = 1 дм3.

2. Об’єми твердих тіл, рідин і сипких матеріалів можна визначити шляхом прямих вимірювань за допомогою мірної посудини (див., наприклад, рис. 1).

Рис. 1

Для вимірювання об’єму рідини або сипкого матеріалу за допомогою мірної посудини необхідно:

  • а) перелити рідину або висипати сипкий матеріал у мірну посудину: вони набудуть форми посудини, а їхня вільна поверхня розташується на певній висоті (необхідно домогтися, щоб вільна поверхня рідини або сипкого матеріалу була горизонтальною);
  • б) визначити, навпроти якої позначки шкали розташована вільна поверхня рідини (рис. 2) або сипкого матеріалу;

Рис. 2

  • в) знаючи ціну поділки шкали, з’ясувати об’єм рідини або сипкого матеріалу.

Для вимірювання об’єму твердого тіла за допомогою мірної посудини необхідно:

  • а) налити в мірну посудину воду об’ємом V1, причому води слід налити стільки, щоб можна було занурити в неї досліджуване тіло й вода не перелилася б через край посудини;
  • б) занурити в мірну посудину з водою тіло та виміряти загальний об’єм V2води разом із тілом;
  • в) обчислити об’єм V витісненої тілом води як різницю результатів вимірювань об’єму води після і до занурення тіла: V = V2 - V1.

Об’єм V витісненої тілом води дорівнює об’єму тіла*.

* Цей метод вимірювання об’єму твердих тіл запропонував Архімед у III ст. до н. е.

Рис. 3

3. Якщо тіло має правильну геометричну форму, його об’єм можна визначити також шляхом непрямих вимірювань: виміряти лінійні розміри тіла за допомогою лінійки та обчислити об’єм тіла за відповідною математичною формулою. Наприклад, об’єм V тіла, яке має форму пярямокутного паралелепіпеда (рис. 3), обчислюють за формулою: V = ldh, де l — довжина; d — ширина; h — висота тіла.

ВКАЗІВКИ ДО РОБОТИ

Підготовка до експерименту

1. Перед тим як розпочати вимірювання:

  • а) уважно прочитайте теоретичні відомості, подані вище;
  • б) згадайте, як визначити ціну поділки шкали приладу.

2. Визначте та запишіть:

  • а) ціну поділки шкали лінійки;
  • б) ціну поділки шкали мірної посудини.

3. На кожному твердому тілі закріпіть нитку.

Експеримент

Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки (див. форзац підручника).

Результати вимірювань відразу заносьте до таблиць 1 і 2.

Таблиця 1

Номер досліду

Матеріал

Об’єм рідини або сипкого матеріалу Vвим, см3

1

Пісок

2

Пшоно

3

Вода

Таблиця 2

Тіло

Прямі вимірювання

Непрямі вимірювання

Початковий об’єм води V1, см3

Об’єм води та тіла V2, см3

Об’єм тіла V = V2 - V1, см3

Довжина тіла l, см

Ширина тіла d, см

Висота тіла h, см

Об’єм тіла V = ldh, см3

Тіло 1

Тіло 2

1. Виміряйте об’єми сипких матеріалів за допомогою мірної посудини.

2. Виміряйте об’єм рідини за допомогою мірної посудини.

3. Виміряйте об’єм твердого тіла неправильної геометричної форми (тіло 1) шляхом прямих вимірювань (за допомогою мірної посудини).

4. Виміряйте об’єм твердого тіла правильної геометричної форми (тіло 2) шляхом прямих вимірювань.

5. Виміряйте об’єм твердого тіла правильної геометричної форми (тіло 2) шляхом непрямих вимірювань.

Аналіз експерименту та його результатів

1. Проаналізуйте різні способи вимірювання об’єму твердого тіла, зазначте:

  • а) випадки, коли доцільно використовувати той чи інший вид вимірювання об’єму твердого тіла;
  • б) чинники, які вплинули на точність одержаних вами результатів.

2. Сформулюйте висновок, у якому зазначте: 1) що саме ви навчилися вимірювати; 2) для чого можуть бути потрібні вміння, набуті в ході виконання роботи.

Творче завдання

Запропонуйте спосіб вимірювання об’єму тіла неправильної форми у випадку, якщо:

  • 1) тіло не вміщується в наявну мірну посудину;
  • 2) ви маєте кілька однакових тіл і об’єм кожного тіла є меншим, ніж ціна поділки шкали наявної мірної посудини.

Завдання «із зірочкою»

Оцініть абсолютну та відносну похибки результатів вимірювань об’ємів води й сипких матеріалів. Подайте результат кожного вимірювання у вигляді: V = Vвим ± ΔV.

ГДЗ до підручника можна знайти тут.