Задание 2, страница 84 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

Задание 2. Определение плотности тела.

Приборы и материалы: тела, плотность которых надо определить; мензурка; линейка; нитки.

Ход работы

1. Возьмите тела, массы которых определены в предыдущем задании. Чтобы определить объем параллелепипеда по формуле $V=a \cdot b \cdot c$, измерьте его стороны линейкой, затем вычислите его объем.

2. Объем других тел неправильной формы определите с помощью мензурки. Можно воспользоваться телами, объем которых определен во время выполнения лабораторной работы № 1.

3. По формуле вычислите плотность тела, выразите ее в граммах на кубический сантиметр $(\text{г}/\text{см}^3)$ и в килограммах на кубический метр $(\text{кг}/\text{м}^3)$.

4. Результаты измерений и вычислений внесите в таблицу.

Данная работа посвящена экспериментальному определению плотности твердых тел. Плотность ($\rho$) — это физическая величина, которая показывает, какая масса вещества ($m$) содержится в единице его объема ($V$).

Основная формула для расчета плотности:

$\rho = \frac{m}{V}$

Для выполнения задания необходимо провести измерения массы и объема для нескольких тел, а затем рассчитать их плотность.

1. Определение объема и плотности тела правильной формы (параллелепипеда)

Согласно первому пункту, для тела правильной геометрической формы, такого как параллелепипед, объем можно вычислить, измерив его линейные размеры (длину, ширину, высоту) с помощью линейки. Масса тела определяется взвешиванием (предполагается, что она известна из предыдущего задания). Проведем расчет для гипотетического деревянного бруска.

Дано:

Масса бруска, $m = 54$ г

Длина, $a = 5.0$ см

Ширина, $b = 3.0$ см

Высота, $c = 2.0$ см

Перевод в СИ:

$m = 54 \, г = 0.054 \, кг$

$a = 5.0 \, см = 0.05 \, м$

$b = 3.0 \, см = 0.03 \, м$

$c = 2.0 \, см = 0.02 \, м$

Найти:

Плотность бруска, $\rho$

Решение:

Сначала вычислим объем бруска по формуле для объема параллелепипеда:

$V = a \cdot b \cdot c$

$V = 5.0 \, см \cdot 3.0 \, см \cdot 2.0 \, см = 30.0 \, см^3$

Теперь, зная массу и объем, вычислим плотность:

$\rho = \frac{m}{V} = \frac{54 \, г}{30.0 \, см^3} = 1.8 \, г/см^3$

Переведем полученное значение в систему СИ (кг/м³), используя соотношение $1 \, г/см^3 = 1000 \, кг/м^3$:

$\rho = 1.8 \cdot 1000 \, кг/м^3 = 1800 \, кг/м^3$

Ответ: плотность деревянного бруска составляет $1.8 \, г/см^3$ ($1800 \, кг/м^3$).

2. Определение объема и плотности тела неправильной формы

Для тела неправильной формы, которое не тонет в воде и не вступает с ней в реакцию, объем можно определить с помощью мензурки (измерительного цилиндра). Объем тела будет равен объему вытесненной им жидкости. Проведем расчет для гипотетического камня.

Дано:

Масса камня, $m = 75$ г

Начальный объем воды в мензурке, $V_1 = 50 \, мл$

Объем воды с погруженным камнем, $V_2 = 80 \, мл$

Перевод в СИ:

$m = 75 \, г = 0.075 \, кг$

$V_1 = 50 \, мл = 50 \, см^3 = 5 \cdot 10^{-5} \, м^3$

$V_2 = 80 \, мл = 80 \, см^3 = 8 \cdot 10^{-5} \, м^3$

Найти:

Плотность камня, $\rho$

Решение:

Объем камня равен разности показаний мензурки до и после погружения тела:

$V = V_2 - V_1$

$V = 80 \, мл - 50 \, мл = 30 \, мл$

Учитывая, что $1 \, мл = 1 \, см^3$, объем камня равен $V = 30 \, см^3$.

Теперь рассчитаем плотность:

$\rho = \frac{m}{V} = \frac{75 \, г}{30 \, см^3} = 2.5 \, г/см^3$

Выразим плотность в кг/м³:

$\rho = 2.5 \cdot 1000 \, кг/м^3 = 2500 \, кг/м^3$

Ответ: плотность камня составляет $2.5 \, г/см^3$ ($2500 \, кг/м^3$).

3. Вычисление плотности тела

Данный пункт хода работы описывает применение общей формулы для вычисления плотности $\rho = \frac{m}{V}$ и требование выразить результат в двух системах единиц (г/см³ и кг/м³), что было продемонстрировано в расчетах выше.

4. Результаты измерений и вычислений

Все полученные в ходе экспериментов и расчетов данные заносятся в итоговую таблицу. Ниже представлена таблица с результатами для трех гипотетических опытов: с деревянным бруском, камнем и металлическим болтом (для которого приняты масса $156$ г и объем $20$ см³).