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

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

Мета: виміряти об’єми твердих тіл (правильної і неправильної форм), води та сипких матеріалів; оцінити точність результатів вимірювань.

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

ВКАЗІВКИ ДО РОБОТИ

Теоретичні відомості

1. Об’єм — це фізична величина, яка характеризує властивість тіл займати певну частину простору. Одиницею об’єму в Міжнародній системі одиниць (СІ) є кубічний метр (м³). Існують кратні та частинні одиниці об’єму:

1 дм³ = 0,001 м³;

1 см³= 0, 001 дм³ = 0, 000 001 м³.

Позасистемною одиницею об’єму є літр (л): 1 л = дм³.

2. Об’єми твердих тіл, рідин і сипких матеріалів можна визначити шляхом прямих вимірювань за допомогою мірної посудини.

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 поверхня стовпа рідини або сипкого матеріалу;
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 перелилась би через край посудини;
б) занурити у воду тіло та виміряти загальний об’єм V₂ води 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 .

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 відповідними математичними формулами.

Наприклад, об’єм V тіла, що має форму прямокутного паралелепіпеда, обчислюють за формулою: V = ldh, де l — довжина; d — ширина; h — висота тіла.

Підготовка до експерименту

1. Перед тим як розпочати вимірювання, згадайте:

б) як визначити ціну поділки шкали засобу вимірювання; (Щоб визначити ціну поділки шкали приладу, необхідно різницю двох будь-яких найближчих значень величини, наведених на шкалі, поділити на кількість поділок між ними.)

2. Визначте та запишіть ціну поділки шкали лінійки і ціну поділки шкали мірного циліндра.

Ціна поділки шкали лінійки: С_л =

Ціна поділки мірного циліндра: С_ц =

3. На кожному твердому тілі закріпіть нитку.

Експеримент

Результати всіх вимірювань відразу заносьте до таблиць 1 і 2.

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

Таблиця 1

Таблиця 2

Аналіз експерименту та його результатів

1. Проаналізувавши різні види 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, що саме ви навчилися вимірювати і для чого можуть бути потрібні навички, набуті в ході виконання роботи.

Висновок:

Творче завдання

Запропонуйте способи вимірювання об’єму тіла неправильної форми, якщо:

а) тіло не вміщується в наявну мірну посудину;

б) ви маєте кілька однакових тіл і об’єм кожного тіла є меншим, ніж ціна поділки шкали наданої вам мірної посудини.