Экспериментальное задание, страница 30 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

Экспериментальное задание

С использованием мерного стакана определите объем бокала. Результат запишите с учетом погрешности измерения.

Для выполнения данного экспериментального задания необходимо иметь бокал, мерный стакан (или мензурку) и воду.

Порядок действий для определения объема бокала:

1. Наполнить бокал водой до самого края.

2. Осторожно, не проливая, перелить воду из бокала в пустой мерный стакан.

3. Снять показания объема воды по шкале мерного стакана. Уровень воды следует определять по нижнему краю мениска, при этом глаз должен находиться на уровне поверхности воды, чтобы избежать ошибки параллакса. Полученное значение является измеренным объемом бокала ($V_{изм}$).

4. Определить погрешность измерения. Абсолютная погрешность прямого измерения с помощью измерительного прибора со шкалой (в данном случае, мерного стакана) принимается равной половине цены деления этой шкалы.

5. Записать результат в виде $V = V_{изм} \pm \Delta V$, где $\Delta V$ – абсолютная погрешность измерения.

Пример проведения измерений и расчетов:

Предположим, мы использовали мерный стакан, у которого между метками «150 мл» и «200 мл» находится 5 делений (промежутков).

После переливания воды из бокала в этот мерный стакан уровень воды установился на 4-м делении выше отметки 150 мл.

Дано:

Шкала мерного стакана: между метками $V_1 = 150 \text{ мл}$ и $V_2 = 200 \text{ мл}$ находится $n = 5$ делений.

Показание прибора: уровень воды на 4-м делении после метки 150 мл.

Перевод в систему СИ:

В системе СИ объем измеряется в кубических метрах ($м^3$).

$1 \text{ мл} = 1 \text{ см}^3 = (10^{-2} \text{ м})^3 = 10^{-6} \text{ м}^3$.

Однако для удобства и в соответствии с общепринятой практикой для таких измерений, оставим расчеты в миллилитрах.

Найти:

Объем бокала $\text{V}$ с учетом погрешности измерения.

Решение:

1. Найдем цену деления (Ц) шкалы мерного стакана. Цена деления — это объем, соответствующий одному наименьшему делению на шкале.

$Ц = \frac{V_2 - V_1}{n} = \frac{200 \text{ мл} - 150 \text{ мл}}{5} = \frac{50 \text{ мл}}{5} = 10 \text{ мл}$

2. Определим измеренный объем $V_{изм}$. Уровень воды находится на 4-м делении после 150 мл. Значит, к 150 мл нужно прибавить объем, соответствующий 4 делениям:

$V_{изм} = 150 \text{ мл} + 4 \cdot Ц = 150 \text{ мл} + 4 \cdot 10 \text{ мл} = 150 \text{ мл} + 40 \text{ мл} = 190 \text{ мл}$

3. Рассчитаем абсолютную погрешность измерения $\Delta V$. Она равна половине цены деления.

$\Delta V = \frac{Ц}{2} = \frac{10 \text{ мл}}{2} = 5 \text{ мл}$

4. Запишем окончательный результат. Объем бокала равен измеренному значению плюс-минус абсолютная погрешность.

$V = V_{изм} \pm \Delta V = (190 \pm 5) \text{ мл}$

Ответ: объем бокала равен $(190 \pm 5) \text{ мл}$.