Лабораторна робота № 9. Гідростатичне зважування тіла

• Назад до змісту

Звіт з лабораторної роботи №9

Тема: Гідростатичне зважування тіла.

Мета: Опанувати метод гідростатичного зважування для визначення маси тіла.

Обладнання: Лінійка, пружина, штатив із муфтою та лапкою, вимірювальний циліндр із водою, два тіла (наприклад, шматок пластиліну та брелок), які тонуть у воді.

Підготовка до експерименту

1. Я уважно ознайомився з теоретичними відомостями, де описано, як використовувати гідростатичне зважування для визначення маси тіла, що тоне у воді.
2. Зібрав пристрій: закріпив пружину на штативі за допомогою муфти та лапки, підготував вимірювальний циліндр із водою, а також два тіла для дослідження.
3. Визначив ціну поділки вимірювальних приладів:
   • Лінійка — $0,1 \, \text{см}$.
   • Вимірювальний циліндр — $1 \, \text{см}^3$.

Експеримент

Дотримувався інструкцій з безпеки: не допускав різких рухів, щоб не пошкодити пружину чи обладнання. Результати вимірювань заносив до таблиці одразу після їх отримання.

1. Виміряв початковий об’єм води $V_0$у циліндрі.
2. Виміряв початкову довжину пружини $l_0$, підвісив перше тіло (наприклад, шматок пластиліну) і виміряв нову довжину пружини $l_1$.
3. Занурив тіло у воду повністю, виміряв довжину пружини $l_2$та об’єм води з тілом $V$.
4. Повторив дослід для другого тіла (наприклад, брелока).

Опрацювання результатів

Обчислення для пластиліну:

• $V_т = V - V_0 = 55 - 50 = 5 \, \text{см}^3$.
• $x_1 = l_1 - l_0 = 12 - 10 = 2 \, \text{см}$.
• $x_2 = l_2 - l_0 = 11 - 10 = 1 \, \text{см}$.

Формула для маси:

• $m = \rho_{\text{води}} \cdot V_т \cdot \dfrac{x_1}{x_1 - x_2}$

Підставимо:

• $m = 1 \cdot 5 \cdot \dfrac{2}{2 - 1} = 5 \cdot 2 = 10 \, \text{г}$.

Обчислення для брелока:

• $V_т = V - V_0 = 53 - 50 = 3 \, \text{см}^3$.
• $x_1 = l_1 - l_0 = 11,5 - 10 = 1,5 \, \text{см}$.
• $x_2 = l_2 - l_0 = 11 - 10 = 1 \, \text{см}$.

Маса:

• $m = 1 \cdot 3 \cdot \dfrac{1,5}{1,5 - 1} = 3 \cdot 3 = 9 \, \text{г}$.

Таблиця результатів

Аналіз експерименту та висновки

1. У ході експерименту я вимірював масу тіл методом гідростатичного зважування, який базується на врахуванні сили тяжіння, пружності та архімедової сили.
2. Інші відомі методи визначення маси:
   • Зважування на терезах (прямий метод).
   • Використання динамометра для вимірювання сили тяжіння з подальшим обчисленням маси ($m = F/g$).
3. Перевага методу гідростатичного зважування:
   • Не потребує ваги, лише прості інструменти (пружина, циліндр, лінійка).
   • Дозволяє одночасно визначити об’єм тіла.
   • Підходить для тіл із нестандартної форми, які важко зважити традиційно.