Задание 2, страница 34 - гдз по физике 7 класс учебник Кронгарт, Даданбеков

Задание 2. Измерение объема тел, имеющих различную форму, с помощью мензурки.

Ход работы:

1. Налейте в мензурку немного воды и отметьте ее начальный объем воды $V_0$.

2. Привяжите нить к цилиндрам из латуни, стали и алюминия и опустите их в мензурку по очереди, каждый раз измеряя новое положение уровня воды $V_1$ в мензурке.

3. Определите объем цилиндров как разность конечного и начального объемов воды в мензурке.

4. Повторите опыты, привязав к нити гайку и шуруп и опуская их поочередно в мензурку. Определите объемы этих твердых тел.

5. Поместите в мензурку с водой деревянный брусок. С помощью карандаша полностью погрузите его под воду. Измерьте новый объем воды $V_1$.

6. Найдите объем деревянного бруска как разность конечного и начального объемов воды в мензурке.

7. Запишите данные измерений и вычислений в таблицу 5:

Таблица 5

8. Сделайте выводы.

7. Запишите данные измерений и вычислений в таблицу 5:

Для выполнения лабораторной работы были проведены измерения объемов различных тел с помощью мензурки. В качестве исходных данных для расчетов примем, что начальный объем воды в мензурке составлял $V_0 = 50 \text{ см}^3$ для всех опытов. Ниже представлены расчеты для каждого тела.

Латунный цилиндр

Дано:

Начальный объем воды, $V_0 = 50 \text{ см}^3$

Суммарный объем воды и тела, $V_1 = 70 \text{ см}^3$

Перевод в СИ:

$V_0 = 50 \times 10^{-6} \text{ м}^3 = 5 \times 10^{-5} \text{ м}^3$

$V_1 = 70 \times 10^{-6} \text{ м}^3 = 7 \times 10^{-5} \text{ м}^3$

Найти:

Объем тела, $V$

Решение:

Объем тела, полностью погруженного в жидкость, равен объему вытесненной им жидкости. Этот объем можно найти как разность между конечным и начальным показаниями уровня воды в мензурке:

$V = V_1 - V_0$

Подставим значения в СИ:

$V = 7 \times 10^{-5} \text{ м}^3 - 5 \times 10^{-5} \text{ м}^3 = 2 \times 10^{-5} \text{ м}^3$

Переведем результат обратно в см³ для занесения в таблицу:

$V = 2 \times 10^{-5} \text{ м}^3 = 20 \text{ см}^3$

Ответ: $V = 20 \text{ см}^3$.

Алюминиевый цилиндр

Дано:

Начальный объем воды, $V_0 = 50 \text{ см}^3$

Суммарный объем воды и тела, $V_1 = 70 \text{ см}^3$

Перевод в СИ:

$V_0 = 5 \times 10^{-5} \text{ м}^3$

$V_1 = 7 \times 10^{-5} \text{ м}^3$

Найти:

Объем тела, $V$

Решение:

$V = V_1 - V_0 = 7 \times 10^{-5} \text{ м}^3 - 5 \times 10^{-5} \text{ м}^3 = 2 \times 10^{-5} \text{ м}^3$

$V = 2 \times 10^{-5} \text{ м}^3 = 20 \text{ см}^3$

Ответ: $V = 20 \text{ см}^3$.

Стальной цилиндр

Дано:

Начальный объем воды, $V_0 = 50 \text{ см}^3$

Суммарный объем воды и тела, $V_1 = 70 \text{ см}^3$

Перевод в СИ:

$V_0 = 5 \times 10^{-5} \text{ м}^3$

$V_1 = 7 \times 10^{-5} \text{ м}^3$

Найти:

Объем тела, $V$

Решение:

$V = V_1 - V_0 = 7 \times 10^{-5} \text{ м}^3 - 5 \times 10^{-5} \text{ м}^3 = 2 \times 10^{-5} \text{ м}^3$

$V = 2 \times 10^{-5} \text{ м}^3 = 20 \text{ см}^3$

Ответ: $V = 20 \text{ см}^3$.

Деревянный брусок

Дано:

Начальный объем воды, $V_0 = 50 \text{ см}^3$

Суммарный объем воды и тела, $V_1 = 80 \text{ см}^3$

Перевод в СИ:

$V_0 = 5 \times 10^{-5} \text{ м}^3$

$V_1 = 80 \times 10^{-6} \text{ м}^3 = 8 \times 10^{-5} \text{ м}^3$

Найти:

Объем тела, $V$

Решение:

$V = V_1 - V_0 = 8 \times 10^{-5} \text{ м}^3 - 5 \times 10^{-5} \text{ м}^3 = 3 \times 10^{-5} \text{ м}^3$

$V = 3 \times 10^{-5} \text{ м}^3 = 30 \text{ см}^3$

Ответ: $V = 30 \text{ см}^3$.

Шуруп

Дано:

Начальный объем воды, $V_0 = 50 \text{ см}^3$

Суммарный объем воды и тела, $V_1 = 55 \text{ см}^3$

Перевод в СИ:

$V_0 = 5 \times 10^{-5} \text{ м}^3$

$V_1 = 55 \times 10^{-6} \text{ м}^3 = 5.5 \times 10^{-5} \text{ м}^3$

Найти:

Объем тела, $V$

Решение:

$V = V_1 - V_0 = 5.5 \times 10^{-5} \text{ м}^3 - 5 \times 10^{-5} \text{ м}^3 = 0.5 \times 10^{-5} \text{ м}^3$

$V = 0.5 \times 10^{-5} \text{ м}^3 = 5 \text{ см}^3$

Ответ: $V = 5 \text{ см}^3$.

Гайка

Дано:

Начальный объем воды, $V_0 = 50 \text{ см}^3$

Суммарный объем воды и тела, $V_1 = 58 \text{ см}^3$

Перевод в СИ:

$V_0 = 5 \times 10^{-5} \text{ м}^3$

$V_1 = 58 \times 10^{-6} \text{ м}^3 = 5.8 \times 10^{-5} \text{ м}^3$

Найти:

Объем тела, $V$

Решение:

$V = V_1 - V_0 = 5.8 \times 10^{-5} \text{ м}^3 - 5 \times 10^{-5} \text{ м}^3 = 0.8 \times 10^{-5} \text{ м}^3$

$V = 0.8 \times 10^{-5} \text{ м}^3 = 8 \text{ см}^3$

Ответ: $V = 8 \text{ см}^3$.

Итоговые данные занесены в Таблицу 5.

8. Сделайте выводы:

1. В ходе лабораторной работы был освоен метод измерения объема твердых тел с помощью измерительного цилиндра (мензурки) по объему вытесненной жидкости. Этот метод основан на том, что объем погруженной в жидкость части тела равен объему вытесненной жидкости.

2. Данный метод применим для тел как правильной (цилиндры), так и неправильной (шуруп, гайка) формы, что делает его универсальным.

3. Для тел, плотность которых меньше плотности жидкости (в данном случае - деревянный брусок), для измерения объема необходимо полностью погрузить тело в жидкость, используя вспомогательные средства (например, карандаш или тонкий стержень).

4. Эксперимент с цилиндрами из разных материалов (латунь, алюминий, сталь), но одинакового размера, показывает, что их объемы равны. Это демонстрирует, что объем тела не зависит от материала, из которого оно изготовлено, а определяется его размерами и формой.

5. Точность измерений зависит от цены деления мензурки и аккуратности снятия показаний уровня жидкости (необходимо избегать параллакса, считывая показания на уровне глаз по нижнему мениску воды).