WYZNACZANIE GĘSTOŚCI CIAŁ ZA POMOCĄ WAGI MOHRA

ćwiczenie nr 11-M (mechanika)
I Pracownia fizyczna
WYZNACZANIE GĘSTOŚCI CIAŁ ZA POMOCĄ WAGI MOHRA
ORAZ ZA POMOCĄ MIERZENIA I WAŻENIA
(wersja skrócona)
I. Zagadnienia
1.
2.
3.
4.
5.
Ciężar, masa, ciężar właściwy i gęstość ciał.
Wpływ temperatury i ciśnienia na gęstość ciał.
Prawo Archimedesa.
Metody wyznaczania gęstości.
Waga Mohra.
II. Literatura
1.
2.
3.
A. Piekara, Mechanika ogólna.
T. Dryński, Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki.
A. Zawadzki, H. Hofmokl, Laboratorium fizyczne.
III. Wykonanie ćwiczenia
A. Wyznaczanie gęstości cieczy za pomocą wagi Mohra
Śruba regulująca
1.
Ustawić wagę Mohra tak, by śruba regulująca nachylenia wagi znalazła się w płaszczyźnie wahań
belki wagi (w dalszej części ćwiczenia nie należy manipulować śrubą regulującą).
2. Zawiesić nurek na ramieniu wagi i za pomocą śruby regulującej doprowadzić wagę do równowagi
(ostrza wagi powinny znaleźć się naprzeciw siebie).
3. Zanurzyć nurek całkowicie w naczyniu z wodą destylowaną. Doprowadzić wagę do równowagi za
pomocą wybranych koników, zawieszając je na odpowiednich nacięciach ramienia wagi.
-1-
ćwiczenie nr 11-M (mechanika)
I Pracownia fizyczna
Zestaw zawiera: trzy koniki o masie jednostkowej a
jeden konik o masie 0,1a
dwa koniki o masie 0,05a
jeden konik o masie 0,01a
4. Zanotować w tabeli numery nacięć n, na których zawieszone są poszczególne koniki.
5. Obliczyć masę zastępczą koników mz równą masie mw wypartej przez nurek wody.
Masę zastępczą dowolnego konika mzk oblicza się z zależności:
mzk =
mk n
10
gdzie: mk – masa konika w jedn. a
n – numer nacięcia
6.
Zmierzyć temperaturę wody t i odczytać z tabel gęstość wody w tej temperaturze.
7. Napełnić naczynie badaną cieczą (aceton, metanol, gliceryna) i zanurzyć w nim całkowicie
wysuszony nurek.
8. Zrównoważyć wagę za pomocą koników. Zanotować w tabeli położenia poszczególnych koników n.
9. Pomiary wykonać dla trzech różnych cieczy.
10. Obliczyć masę zastępczą mz równą masie mc wypartej cieczy (postępując identycznie jak w
przypadku wody).
11. Obliczyć gęstość badanych cieczy, wiedząc (na podstawie prawa Archimedesa), że objętość wypartej
wody jest równa objętości wypartych cieczy.
B. Wyznaczanie gęstości ciał za pomocą mierzenia i ważenia:
1. Wybrać 3 różne ciała o regularnych kształtach wykonane z różnych materiałów.
2. Zmierzyć (za pomocą suwmiarki) wysokość oraz boki podstawy wybranych ciał.
3. Zważyć każde z ciał na wadze elektronicznej.
4. Obliczyć objętość badanych ciał V [m3].
5. Gęstość obliczyć korzystając z zależności:
d =
m  kg 
3
V  m 
6. Oszacować niepewność pomiarów.
-2-
ćwiczenie nr 11-M (mechanika)
I Pracownia fizyczna
Imię i Nazwisko: .....................................
Rok i Kierunek:.......................................
WYZNACZANIE GĘSTOŚCI CIAŁ ZA POMOCĄ WAGI MOHRA
ORAZ ZA POMOCĄ MIERZENIA I WAŻENIA
A. Wyznaczanie gęstości cieczy za pomocą wagi Mohra
Tabela pomiarów
t=
[
]
n
Rodzaj
cieczy
d
mz
a
a
0,1a
a
0,05a
[
0,01a
]
dtab
[ ]
woda
aceton
metanol
gliceryna
Masa zastępcza dowolnego konika mzk (mk – masa konika w jedn. a; n – numer nacięcia):
mk n
=
10
Masa mz stanowi sumę mas zastępczych wszystkich użytych koników.
m zk =
Objętość wypartej cieczy:
௠ ௗ
,
Gęstość badanych cieczy:
௠
௏
௠
௠ · ௪௢ௗ௬ [
]
[
]
B. Wyznaczanie gęstości ciał za pomocą mierzenia i ważenia:
Gęstość ciała: d =
m
V
Tabela pomiarowa
Rodzaj
a
ciała
[ ]
=
b
[
h
]
[
m
]
-3-
[
V
]
[
d
]
[
]