Новый Эталон Килограмма
может в ближайшее время заменить устаревший платиново-иридиевый... »»»
Солнце Становится Ближе
получены изображения высокого разрешения Солнца с космической обсерватории Solar Dynamics Observatory... »»»
Человек "Искрививший" Время
биография Альберта Эйнштейна - величайшего физика создавшего "Общую теорию относительности"... »»»
Что за Очки у Будущего?
история создания, развития и будущее популярного оптического прибора... »»»
Определение плотности твердых веществ правильной формы
Объем V бруска (рис. 2.3, а) может быть подсчитан по формуле V = lbh после проведения измерений длины l, ширины Ь и высоты h полуметровой линейкой. Объем V цилиндра (рис. 2.3, б) может быть подсчитан по формуле V = 1/4 пd2h (п = 3.14) путем измерения размеров диаметра d и высоты h при помощи штангенциркуля. Объем V шара (рис. 2.3, в) может быть подсчитан по формуле V = 4/3 пr3 после определения микрометром размеров диаметра (r = d/2). Определите массу m тела каждой формы при помощи весов. На рисунке 2.4 приведены образцы весов, обычно имеющиеся в физических лабораториях. Пружинные весы, которые можно применять для определения массы или веса объекта, будут использованы нами позже (см. с. 60).
В свою очередь плотность у для любого из приведенных объектов может быть вычислена по формуле Q = m/V и выражена в г-см. Переведение г-см в основные единицы СИ — кг-м производится умножением на 1000.
Определение плотности твердых тел неправильной формы
Отмеченная выше характеристика твердых тел говорит о том, что их объем не может быть подсчитан произведением данных, полученных при измерении таких параметров, как длина, ширина и т. д. Вместо этого может быть применен другой прием определения величины V, например вытеснение. Примерами твердых тел неправильной формы могут служить камень, который имеет плотность выше, чем вода, и пробка, которая менее плотна, чем вода.
Определение плотности камня.
Измерительный цилиндр, размеры которого достаточны для помещения в него камня, наполните частично водой (рис. 2.5, а). Отметьте объем V воды в измерительном цилиндре и запишите его в см , а не в мл. Было бы разумно выбрать такое количество воды, чтобы ее исходный объем V1 выражался в качестве целого числа, например 20 или 30 см3, чтобы потом легче было производить вычитание. Определите массу камня m при помощи весов. Затем привяжите к камню нитку и осторожно опустите его в воду, чтобы он полностью погрузился в нее. (Как вы думаете, почему используется нитка, а не проволока?) Уровень воды поднимется и покажет объем V2, который вы считываете со шкалы измерительного цилиндра. Этот объем является суммарным объемом воды и камня. Следовательно, объем V камня определяется из формулы V = V2 - V1.
Примечание. Объем используемой воды не изменился, но камень занял часть объема, который был заполнен водой, и поэтому уровень воды поднялся.
Плотность у камня может быть подсчитана по формуле:
Этот метод работает лишь для твердых тел, которые не растворяются в воде. Если в воду помещено растворимое твердое тело, то уровень воды может вообще не подняться. Молекулы этого твердого тела распределятся равномерно по объему и внедрятся в «пространство» между молекулами воды.
Пробка. Для того чтобы определить объем твердого тела, плавающего в воде, например пробки, к нему следует прикрепить грузило, которое обеспечивает полное погружение пробки. Наполните отливной сосуд водой и дайте ей вытечь так, чтобы уровень воды в сосуде находился точно на уровне стока (рис. 2.5, б). Поместите измерительный цилиндр под стоком. Затем прикрепите нить к грузилу и аккуратно опустите его в воду до полного погружения. Объем V1 грузила заставит вытечь равный ему объем воды в измерительный сосуд. Объем V1, воды в измерительном цилиндре равен объему грузила. Затем определите массу m пробки при помощи весов. Свяжите вместе пробку и грузило и опустите эту пару твердых веществ в воду в сосуде. Вода снова перельется через сток в измерительный сосуд, на этот раз в количестве, равном объему пробки. Объем V2 воды в измерительном цилиндре представляет собой объем пробки и грузила. Объем V пробки подсчитывается по формуле V = V2— V1. Таким образом, плотность пробки представляет собой:
