ww mm mm GG GG - Akademia Morska w Gdyni

Zbigniew Otremba, Akademia Morska w Gdyni
Pracownia fizyki – wprowadzenia metodyczne
G Ę S T OŚ Ć - e
Wyznaczanie gęstości cieczy za pomocą wagi hydrostatycznej
Baza teoretyczna
1. Gęstość:
masa jednostki objętości ciała
2. Prawo Archimedesa:
Na ciało zanurzone w cieczy działa siła skierowana do góry (zwana "wypornością"), równa ciężarowi wypartej
cieczy. Miejsce przyłożenia wyporności znajduje się w środku geometrycznym zanurzonego ciała.
Nieznana gęstość ρ
W pierwszym ważeniu waga rejestruje siłę G
W drugim ważeniu waga rejestruje siłę G1
W trzecim ważeniu waga rejestruje siłę G2
Siła G1 jest mniejsza od ciężaru G o siłę wyporu W = ρw V g
Siła G2 jest mniejsza od ciężaru G o siłę wyporu W = ρ V g
G1 = G - ρw V g
G2 = m g - ρ V g
Powyższy układ trzech równań zawiera dwie niewiadome: V oraz ρ.
ρ = ρw
G − G2
G − G1
= ρw
m − mp2
m − m p1
m - masa nurka w powietrzu
mp2 - masa pozorna nurka w badanej cieczy
mp1 - masa pozorna nurka w wodzie
Zatem, w celu wyznaczenia gęstości cieczy należy:
- zważyć badane ciało - najpierw w powietrzu - potem po zanurzeniu w wodzie następnie w badanej cieczy
- ułożyć dwa równania: na ciężar w wodzie i na ciężar w badanej cieczy,
- rozwiązać otrzymany układ równań względem gęstości ciała ρ,
- otrzymane wyrażenie wykorzystać do obliczenia gęstości.