Гидростатическое взвешивание гранатов (стр. 3 )

Для гидростатического взвешивания обычно используют дистиллированную воду. Мы использовали водопроводную воду. Ареометром определили ее плотность и убедились, что ρ=1000кг/м

Мы проводили взвешивание образцов в воде под весами с точностью до 0,01г.

Лабораторный журнал:

m	18,00г	18,92г	17,75г	17,75г	17,76г
m	13,3 г	13,5г	13,2г	13,3г	12,8г

После обработки опытных данных были получены следующие (округленные) результаты с соответствующими отклонениями:

m=18, 018 г ±0,387 г

m=13,14 г±0,232г

3.1.2. Расчетная часть

Плотность образцов в каждом измерении и среднюю плотность определили по формуле:

где: 
ρ – плотность образца 
ρ=1 г/см – плотность воды
m – масса образца в воздухе 

m- масса образца в воде

ρ (г/см)

3,83

3,49

3,9

3,66

3,62

ρ=3,69

Для подсчета абсолютной погрешности воспользовались табличной формулой для функциигде =m, y=m-m: ;

относительная погрешность по табличной формуле для такой функции определяется:

После преобразований получили расчетные формулы для средних значений абсолютной и относительной погрешностей и следующие результаты:

Δρ== 0, 548 г/см 0,148

Результат косвенного измерения: ρ= 3,69 г/см±0,548 г/см

3.1.3 Выводы

Среднее значение плотности наших образцов сравнивалось с Международными значениями плотности гранатов. Мы также учитывали цвет и стоимость отдельных разновидностей гранатов, так как знали, что наши образцы принадлежат к достаточно распространенной и недорогой разновидности.

Табл.

название	Показатель преломления	твердость	Плотность	цвет
пироп	1,705 – 1,785	7 – 7,5	3,6 – 3,86	Красный лиловый оранжевый
альмандин	1,77 – 1,83	7, - 7,5	3,8 – 4,3	Фиолетово-красный, черный
уваровит	1,85-1,87	7,5	3,52 – 3,78	Изумрудно-зеленый
топазолит	1,84 – 1,89	6,5 - 7	3,75 – 3,85	Медово-желный
андрадит	1,76	6,5 - 7	3,7 – 4,1	Красный, бурый, желтый
спессартин	1,795 – 1,815	7 – 7,5	4,1 – 4,2	Оранжевый с красновато-бурым оттенком

Расхождения между нашими данными и справочными не превышают 6 % для пиропов, 15% - для альмандинов, 10% для уваровита. Другие разновидности с приблизительно таким же значением плотности не подходят по цвету. По цвету наши образцы ближе всего к пиропам и альмандинам, но значение плотности наших образцов ближе всего к пиропам.

Вывод: наши образцы принадлежат к разновидности гранатов – пиропам.

Глава IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА РЕШЕНИЙ НЕСКОЛЬКИХ ЗАДАЧ ПО ГИДРОСТАТИКЕ

Заинтересовавшись этой темой, мы попробовали решить экспериментально несколько задач из сборника задач по физике авторов , , и сверить полученные нами результаты с теоретическими, помня о том, что ничего нет практичнее хорошей теории, но лишь опыт является неопровержимым критерием истинности этой теории.

Вот эти задачи и результаты их решения.

Задача № 6.22

На рычажных весах уравновешен гирями сосуд с водой. Нарушится ли равновесие, если в воду погрузить подвешенный на нити стальной брусок так, чтобы он не касался дна?

Правильный ответ. Сосуд перевесит гири. Из-за повышения уровня воды увеличится ее давление на дно сосуда.

Экспериментальная проверка.

Рис.16 При погружении цилиндра сосуд перевесил гири

Задача № 6.23

На сколько нужно увеличить массу гирь, чтобы восстановить равновесие весов, если брусок погружается в воду полностью? Размеры стального бруска 5см х 6см х 8см.

Правильный ответ. Δm=240г (Это вес воды, вытесненной телом). На брусок со стороны воды действует сила Архимеда. Согласно третьему закону Ньютона со стороны бруска на воду ( а в конечном счете - на чашку весов) действует такая же по величине сила, направленная вниз.

Экспериментальная проверка.

Оборудование: рычажные весы с разновесом, алюминиевый цилиндр V=20см, m=48 г, сосуд для воды, вода V=100мл, мензурка, ареометр.

Цель. Измерить на сколько повышается уровень воды в сосуде и рассчитать увеличение давления по формуле Δр=ρgh, а потом по формуле ΔР=ΔрS определить разницу в весе (Это вес воды, вытесненной телом). Сравнить полученные результаты c результатами взвешивания сосуда с водой и сосуда с водой и цидиндром.

Лабораторный журнал

Сосуд с водой, г m	170,7	169,7	169,0	170,0	169,5	169,6	169,8	170,2	171,0	169,4
- m	-0,81	0,19	0,89	-0,11	0,39	0,29	0.09	-0,31	-1,11	0,49
С цилин-дром и водой, г m	190,5	190,0	191,4	196,1	195,0	198,0	197,0	192,0	194,0	192,7
-m	0,47	0,97	-0,43	-5,13	-4,03	-7,03	-6,03	-1,03	-3,03	1,73

Площадь донышка нашего сосуда 0, 005024 м