Задание 1, страница 33 - гдз по физике 7 класс учебник Кронгарт, Даданбеков

Лабораторная работа $\text{№2}$

ИЗМЕРЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Цели работы: научиться определять цену деления прибора и правильно им пользоваться; научиться определять объемы тел с помощью мерного цилиндра (мензурки) и записывать результаты измерений с учетом погрешности.

Оборудование: цилиндр мерный (мензурка); стакан с водой; нитка; цилиндры из латуни, стали, алюминия; деревянный брусок; тела произвольной формы (камешки, гайки, шурупы); кусок пластилина.

Задание 1. Определение цены деления мензурки и измерение объема воды.

Ход работы:

1. Внимательно изучив шкалу мензурки, запишите в тетрадь, в каких единицах измеряется объем с помощью этой мензурки. Какой максимальный объем можно измерить с помощью данной мензурки? Переведите его в $\text{м}^3$.

2. Используя знания, полученные вами при изучении $\S5$, определите цену деления шкалы мензурки.

Лабораторная работа

3. Налейте в мензурку воду и определите ее объем. Измерения производите правильно, расположив глаз параллельно плоскости поверхности воды в мензурке. Определите погрешность измерения. Запишите результаты измерений с учетом погрешности.

4. Заполните таблицу 4:

Таблица 4

$V_{\text{max}}$ (л, $\text{м}^3$) | Цена деления шкалы | Абсолютная погрешность измерения | Объем воды $V_1$ (л, $\text{м}^3$) | Результат измерения

Указание. Обращаем ваше внимание на то, что $1 \text{ мл} = 1 \text{ см}^3$. Объем жидкостей выражают как в мл, так и в $\text{см}^3$, а объем твердых тел не принято выражать в миллилитрах.

Поскольку в условии задачи не предоставлена конкретная мензурка, проведем расчеты на примере типичной школьной мензурки, чтобы продемонстрировать ход выполнения работы.

1. Внимательно изучив шкалу мензурки, запишите в тетрадь, в каких единицах измеряется объем с помощью этой мензурки. Какой максимальный объем можно измерить с помощью данной мензурки? Переведите его в м³.

Решение

Предположим, мы используем мензурку, шкала которой градуирована в миллилитрах (мл). Согласно указанию в работе, $1 \text{ мл} = 1 \text{ см}^3$.

Допустим, верхний предел измерения нашей мензурки составляет 100 мл. Это и есть максимальный объем, который можно ею измерить.

Теперь переведем этот объем в системную единицу – кубические метры ($м^3$).

Дано:

$V_{max} = 100 \text{ мл}$

Перевод в СИ:

$1 \text{ мл} = 1 \text{ см}^3$

$1 \text{ м} = 100 \text{ см}$

$1 \text{ м}^3 = (100 \text{ см})^3 = 1 000 000 \text{ см}^3 = 10^6 \text{ см}^3$

Следовательно, $1 \text{ см}^3 = 10^{-6} \text{ м}^3$

Найти:

$V_{max}$ в $м^3$.

Решение:

$V_{max} = 100 \text{ мл} = 100 \text{ см}^3 = 100 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3 = 1 \cdot 10^{-4} \text{ м}^3$.

Ответ: Объем измеряется в миллилитрах (мл) или кубических сантиметрах ($см^3$). Максимальный объем для нашей гипотетической мензурки $V_{max} = 100 \text{ мл}$, что в системе СИ составляет $10^{-4} \text{ м}^3$.

2. Используя знания, полученные вами при изучении §5, определите цену деления шкалы мензурки.

Решение

Чтобы определить цену деления (Ц), нужно выбрать два ближайших штриха шкалы, обозначенных числами, найти их разность и разделить на число делений (промежутков) между ними.

Предположим, на нашей мензурке есть отметки "20" и "30" мл, и между ними находится 10 делений.

$Ц = \frac{30 \text{ мл} - 20 \text{ мл}}{10} = \frac{10 \text{ мл}}{10} = 1 \frac{\text{мл}}{\text{дел.}}$

Ответ: Цена деления шкалы мензурки составляет 1 мл.

3. Налейте в мензурку воду и определите ее объем. Измерения производите правильно, расположив глаз параллельно плоскости поверхности воды в мензурке. Определите погрешность измерения. Запишите результаты измерений с учетом погрешности.

Решение

Предположим, после того как в мензурку налили воду, ее уровень установился на отметке 76 мл. Это измеренное значение объема $V_1$.

Абсолютная погрешность измерения для приборов со шкалой принимается равной половине цены деления.

$\Delta V = \frac{Ц}{2}$

$\Delta V = \frac{1 \text{ мл}}{2} = 0.5 \text{ мл}$

Результат измерения записывается в виде $V = (V_1 \pm \Delta V)$.

$V = (76 \pm 0.5) \text{ мл}$

Ответ: Измеренный объем воды с учетом погрешности равен $(76 \pm 0.5) \text{ мл}$.

4. Заполните таблицу 4:

Решение

Заполним таблицу, используя полученные выше данные. Переведем объемы в литры (л) и кубические метры ($м^3$) где это требуется.

$V_{max} = 100 \text{ мл} = 0.1 \text{ л} = 10^{-4} \text{ м}^3$

$V_1 = 76 \text{ мл} = 0.076 \text{ л} = 7.6 \cdot 10^{-5} \text{ м}^3$

Ответ: Таблица заполнена на основе расчетных и гипотетических данных.