Работа в классе, страница 42 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Минькова, Иванова

Цель работы

Научиться определять плотность твердого тела с помощью весов и измерительного цилиндра (мензурки).

Оборудование

Весы, исследуемое твердое тело (неправильной формы), измерительный цилиндр (мензурка), вода, нить.

Ход работы и вычисления

Для определения плотности вещества $\rho$ необходимо измерить массу тела $\text{m}$ и его объем $\text{V}$, а затем вычислить их отношение по формуле $\rho = \frac{m}{V}$.

1. Масса тела $\text{m}$ определяется с помощью весов.

2. Объем тела $\text{V}$ определяется методом вытеснения жидкости. В мензурку наливается вода до уровня $V_1$. Затем в воду полностью погружается тело на нити, и измеряется новый уровень воды $V_2$. Объем тела равен разности $V = V_2 - V_1$.

Ниже представлен пример выполнения работы с гипотетическими данными.

Дано:

Масса тела: $m = 78$ г

Начальный объем воды: $V_1 = 60$ мл

Конечный объем воды (с телом): $V_2 = 70$ мл

Перевод в систему СИ:

$m = 78 \text{ г} = 0.078 \text{ кг}$

Учитывая, что $1 \text{ мл} = 1 \text{ см}^3 = 10^{-6} \text{ м}^3$, получаем:

$V_1 = 60 \text{ мл} = 60 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3 = 0.00006 \text{ м}^3$

$V_2 = 70 \text{ мл} = 70 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3 = 0.00007 \text{ м}^3$

Найти:

Плотность тела $\rho$.

Решение:

1. Вычислим объем тела как объем вытесненной им жидкости:

$V = V_2 - V_1 = 70 \text{ мл} - 60 \text{ мл} = 10 \text{ мл}$

2. Переведем полученный объем в единицы системы СИ:

$V = 10 \text{ мл} = 10 \text{ см}^3 = 10 \cdot (10^{-2} \text{ м})^3 = 10 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3 = 0.00001 \text{ м}^3$

3. Рассчитаем плотность тела по формуле $\rho = \frac{m}{V}$, используя значения в СИ:

$\rho = \frac{0.078 \text{ кг}}{0.00001 \text{ м}^3} = 7800 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$

Для удобства можно также выразить плотность в г/см³:

$\rho = \frac{78 \text{ г}}{10 \text{ см}^3} = 7.8 \frac{\text{г}}{\text{см}^3}$

Ответ: плотность исследуемого тела составляет $7800 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$.

Вывод

В ходе выполнения лабораторной работы была определена плотность твердого тела. Полученное значение плотности составляет $\rho = 7800 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$. Сравнивая этот результат с таблицей плотностей, можно предположить, что исследуемое тело изготовлено из стали или железа (табличное значение плотности стали около $7850 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$). Небольшое расхождение может быть связано с погрешностью измерений или химическим составом конкретного сплава. Цель работы достигнута.