1_29 опр плотн твердого тел с помощ зак.Архимеда. Определение плотности твердого тела с помощью закона архимеда
 Скачать 0.55 Mb.
|
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1.29 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ТВЕРДОГО ТЕЛА С ПОМОЩЬЮ ЗАКОНА АРХИМЕДА Цель работы: научиться определять плотность различных материалов методом гидростатического взвешивания. Теоретическая часть Плотность – очень важная характеристика материалов самого различного назначения. В случае, когда химический, либо фазовый состав материала точно не известен, но известно, что он состоит из одного химического элемента, измеряя плотность данного материала можно установить его химический и фазовый состав. Если состав материала известен заранее, то путем измерения плотности определяется его пористость, от которой, в свою очередь, могут зависеть другие характеристики материала, в первую очередь механические. В керамической технологии и в технологии порошковой металлургии плотность материала определяется практически на всех технологических этапах и в значительной степени определяет эксплуатационные свойства изделия. Если образец исследуемого материала имеет правильную геометрическую форму, то, определяя путем взвешивания массу и рассчитывая, используя линейные измерения, объем можно с достаточной точностью определить его плотность. Однако в большинстве случаев определение объема тела путем измерения линейных размеров весьма затруднительно. В то же время он очень легко находится взвешиванием тела в воде. Этот факт лежит в основе метода определения плотности тел путем гидростатического взвешивания. Гидростатическое взвешивание – метод измерения плотности жидкостей и твердых тел, основанный на законе Архимеда: на всякое тело, погруженное в жидкость (или газ), действует со стороны этой жидкости (газа) поддерживающая сила, равная весу вытесненной телом жидкости (газа), направленная вверх и приложенная к центру тяжести вытесненного объема. Поддерживающую силу называют также архимедовой, или гидростатической подъемной силой. Давление, действующее на погруженное в жидкость тело, увеличивается с глубиной погружения, поэтому сила давления жидкости на нижние элементы поверхности тела больше, чем на верхние. В результате сложения всех сил, действующих на каждый элемент поверхности, получится равнодействующая сила, направленная вверх. Это и есть поддерживающая сила. Если тело плотно лежит на дне, то давление жидкости только сильнее прижимает его ко дну. Пусть P1 – вес тела произвольной формы, и P2 – вес этого же тела в жидкости.  (1) (2)Тогда разность P1 – P2 есть потеря веса тела в жидкости. По закону Архимеда это потеря равна весу вытесненной жидкости. Если объем тела равен V, а плотность жидкости ρж, то справедливо равенство   (3)Объем тела можно выразить как  (4)Подставим (4) в (3) и выразим плотность тела  . Получим  (5) , (6) (7)Формула (7) – расчетная формула для определения плотности твердого тела. Экспериментальная установка Для определения плотности твердого тела предназначена модель экспериментальной установки, общий вид которой показан на рис. 1.  Рис. 1. Лабораторная установка Ход работы Установить параметры жидкости. Определить вес груза в воздухе P1. Полученное значение занести в таблицу 1. Подвешенный на динамометре груз опустить в жидкость. Определить вес груза в жидкости P2. Полученное значение занести в таблицу 1. Вычислите по формуле (7) значение плотности тела. Таблица 1.
Сформулировать выводы. Контрольные вопросы Что такое плотность? Назовите единицы измерения плотности. На основе какого закона дается вывод формул для вычисления плотности твердого тела и жидкости? Что такое масса и вес тела? Почему массу можно определять с помощью взвешивания? |
,