Дополнительное задание, страница 28 - гдз по физике 7 класс лабораторный практикум Холина, Березин

Лабораторные работы. Лабораторная работа № 6 «Измерение массы тела» - страница 28.

Условие.

► Дополнительное задание* «Измерение массы жидкости»

Измерить массу жидкости можно с помощью электронных весов. При этом необходимо учесть массу сосуда, в который налита жидкость. Для этого измеряют массу сосуда, а затем массу сосуда с жидкостью и по разности полученных значений определяют массу жидкости.

Измерьте массу воды в сосуде.

Оборудование: сосуд с водой, мерный стакан, салфетка, электронные весы.

Указание. Располагайте мерный стакан осторожно на электронных весах в центре платформы. Дождитесь, когда на цифровом табло весов установится постоянное значение. Если на платформе весов останутся следы жидкости, удалите их салфеткой. Учтите, что погрешность измерения массы жидкости будет равна удвоенному значению погрешности измерения массы с помощью электронных весов.

Решение.

Для измерения массы воды в сосуде необходимо выполнить следующие шаги:

1. Поставить пустой и сухой мерный стакан на электронные весы и измерить его массу. Обозначим это значение $m_1$.

2. Налить в мерный стакан воду из предоставленного сосуда.

3. Поставить мерный стакан с водой на весы и измерить их общую массу. Обозначим это значение $m_2$.

4. Вычислить массу воды $m_{воды}$ как разность между массой стакана с водой и массой пустого стакана.

5. Определить погрешность измерения массы воды.

Проведём измерения с гипотетическими данными, которые могли бы быть получены в ходе эксперимента. Предположим, что погрешность электронных весов, указанная в их паспорте или равная цене деления, составляет 1 г.

Дано:

Масса пустого мерного стакана, $m_1 = 152$ г.

Масса мерного стакана с водой, $m_2 = 375$ г.

Погрешность измерения весов, $\Delta m_{весов} = 1$ г.

Перевод в систему СИ:
$m_1 = 152 \text{ г} = 0.152 \text{ кг}$
$m_2 = 375 \text{ г} = 0.375 \text{ кг}$
$\Delta m_{весов} = 1 \text{ г} = 0.001 \text{ кг}$

Найти:

Массу воды $m_{воды}$ с учётом погрешности измерения.

Решение:

1. Массу воды находим по формуле, исходя из того, что масса является аддитивной величиной:

$m_{воды} = m_2 - m_1$

Подставим числовые значения в граммах:

$m_{воды} = 375 \text{ г} - 152 \text{ г} = 223 \text{ г}$

В системе СИ:

$m_{воды} = 0.375 \text{ кг} - 0.152 \text{ кг} = 0.223 \text{ кг}$

2. Согласно указанию в задании, погрешность измерения массы жидкости будет равна удвоенному значению погрешности измерения массы с помощью электронных весов. Это обусловлено тем, что итоговый результат получен путем вычитания двух измеренных величин ($m_1$ и $m_2$), и при сложении или вычитании абсолютные погрешности складываются.

$\Delta m_{воды} = \Delta m_1 + \Delta m_2 = \Delta m_{весов} + \Delta m_{весов} = 2 \cdot \Delta m_{весов}$

$\Delta m_{воды} = 2 \cdot 1 \text{ г} = 2 \text{ г}$

В системе СИ:

$\Delta m_{воды} = 2 \cdot 0.001 \text{ кг} = 0.002 \text{ кг}$

3. Результат измерения физической величины принято записывать в интервальной форме $m = (m_{изм} \pm \Delta m)$.

Таким образом, масса воды с учётом погрешности составляет:

$m_{воды} = (223 \pm 2)$ г

или

$m_{воды} = (0.223 \pm 0.002)$ кг

Ответ: масса воды в сосуде равна $(223 \pm 2)$ г.