Laboratoriumwerk 7 meting van drijfkracht. Laboratoriumwerk "het bepalen van de grootte van de opwaartse kracht die inwerkt op een lichaam dat in een vloeistof is ondergedompeld"

Onderwerp: Laboratoriumwerk "Bepaling van de opwaartse kracht die inwerkt op een lichaam ondergedompeld in een vloeistof".

doelen:

leer de opwaartse kracht te meten die inwerkt op een lichaam dat in een vloeistof is ondergedompeld;

de vaardigheden van onafhankelijk individueel werk ontwikkelen, het vermogen om te vergelijken, observeren en conclusies te trekken;

interesse in het onderwerp ontwikkelen

Tijdens de lessen:

1. Organisatorisch moment. doelen stellen

2. Actualisatie van basiskennis

3. Laboratoriumwerk uitvoeren met een computermodel.

4. De resultaten van de les.

5. Huiswerk.

Docent: Hallo,onze grote landgenoot M.V. Lomonosov zei: "Ik plaats één ervaring hoger dan duizend meningen die alleen uit de verbeelding zijn geboren." Vandaag proberen we onszelf niet alleen in de rol van een student, maar in de rol van een wetenschappelijk onderzoeker. Waar begint elk onderzoek? Natuurlijk, uit het experiment.

Maar laten we eerst het behandelde materiaal in herinnering brengen.

Docent vragen:

Antwoorden van cursisten:

– Welke krachten werken op een lichaam ondergedompeld in een vloeistof?

F T , F MAAR

– Welke kracht wordt opwaartse kracht genoemd?

De kracht die ontstaat wanneer een lichaam wordt ondergedompeld in een vloeistof of gas

– Waar F is gericht T ?

Weg naar beneden

– Waar F is gericht MAAR ?

Omhoog

– Noem de formule F MAAR , karakteriseer de hoeveelheden die erin zijn opgenomen

F MAAR .= enV T g

Hoe het gewicht te bepalen van een lichaam ondergedompeld in een vloeistof?

P = F T -F MAAR

Docent:

Als het lichaam in het water wordt gegooid

Of gewoon laten vallen

Er zal de kracht van Archimedes zijn

Druk op hem.

Als het gewicht van water in volume

Het ondergedompelde deel om te weten

Kan de kracht van Archimedes

3. Dat gaan we doen in de les van vandaag.lab werk doen gebruik makend van interactief het model .

Apparatuur: een computer,interactief model.

Om aan de slag te gaan, moet u de deelprijs bepalen van de apparaten waarmee u vandaag gaat werkengebruik makend vaninteractief model. Laten we de regel onthouden.

Leerling:

vind de twee dichtstbijzijnde slagen van de schaal, in de buurt waarvan de magnitudewaarden zijn geschreven;

trek de kleinere waarde af van de grotere waarde en deel het resulterende getal door het aantal delingen ertussen.

C =- de prijs van de verdeling van de schaal van het apparaat

Ervaring 1.

(Beschrijving in werk) Vul tabel 1 . in

Tafel 1.

№ beleven

P, lichaamsgewicht in lucht (H)

R 1 , lichaamsgewicht in water (H)

F Boog

F Boog= P - P 1

1. aluminium cilinder;

2. koperen cilinder

deel 2

Ervaring 2 .

1. Meet het volume water dat in de beker (Vo) is gegoten.

2. Meet het na het onderdompelen van de cilinders daar (V b, V m).

3. BerekenV lichaam =V-Vo. (Convert V naar m 3 , wetende dat 1ml = 1cm 3 =0.000001m 3)

4.BerekenenF Boog \u003d P vloeistof \u003d Mzh * g \u003d ρ en gV (ρ f= 1000 kgm 3)

Vul tabel 2 . in

Tafel 2.

№ beleven

Vo, hoeveelheid gegoten water,

(cm 3 )

V, watervolume

3 )

V t, lichaamsvolume, cm 3

V t, volume

lichaam, m 3

F Boog

1.cilinder groot

2.cilinder klein

Op basis van de uitgevoerde experimenten concluderen:

Conclusie:

1. Archimedische kracht, hangt niet af van de dichtheid van de substantie waaruit het lichaam is gemaakt

2. De kracht die inwerkt op een lichaam dat in een vloeistof is ondergedompeld, is recht evenredig met het volume van het lichaam

Reflectie

Maak de zin af:

Vandaag heb ik in de klas geleerd . . . . . . . . . .

Het was interessant om te weten…………..

Het was moeilijk……………

5.D/z

§ 48, 49 ex. 24 (1, 2)

Ervaring 1. Studie van de afhankelijkheid van de opwaartse kracht van de dichtheid van het lichaam

Tafel 1.

№ beleven

P, lichaamsgewicht in lucht (H)

R 1 , lichaamsgewicht in water (H)

F Boog

F Boog= P - P 1

1. aluminium cilinder;

2. koperen cilinder

100

Ervaring 2. Onderzoek naar de afhankelijkheid van de opwaartse kracht van het volume van het ondergedompelde lichaam.

Tafel 2.

№ beleven

Vo, hoeveelheid gegoten water,

(cm 3 )

V, watervolume

nadat het lichaam erin is ondergedompeld, (zie 3 )

V t, lichaamsvolume, cm 3

V t, volume

lichaam, m 3

F Boog

1.cilinder groot

100

137

0,000037

2.cilinder klein

100

113

0,000013

Laboratoriumwerk 7 Bepaling van de opwaartse kracht die inwerkt op een lichaam ondergedompeld in een vloeistof. Het doel van het werk: het opdrijvend effect van een vloeistof op een lichaam dat erin is ondergedompeld experimenteel detecteren en de grootte van de opwaartse kracht bepalen. Instrumenten en materialen: een dynamometer, een statief met een koppeling en een voet, twee lichamen van verschillende volumes, glazen met water en een verzadigde oplossing van zout in water.

Trainingstaken en vragen 1. Gebruik vectoren om de krachten op het lichaam in het 1e en 2e geval te laten zien. 2. Waar is het lichaam gemakkelijker vast te houden: in de lucht of in het water? __________ ___________________________________ Waarom? ______________ _______________________________

3. Noteer de formules: Archimedische kracht Lichaamsgewicht 4. Noteer de formule voor het vinden van de Archimedische kracht, als je het gewicht van het lichaam in lucht - P 1 en in water - P 1 f weet. F A \u003d _____________ 5. Lichaamsgewicht in lucht P 1 \u003d 120N Lichaamsgewicht in water R 1 w \u003d 100 N Archimedische kracht F A \u003d ____________ N

Workflow 1. Monteer de rollenbank op een statief en hang het eerste lichaam aan een draad. Noteer en noteer de aflezing van de rollenbank in de tabel. Dit is het gewicht van het lichaam in de lucht - R 1 2. Vervang een glas water en laat de koppeling los met de voet en de rollenbank totdat het hele lichaam onder water weigert. Noteer en noteer de aflezing van de rollenbank in de tabel. Dit is het gewicht van het lichaam in water - R 1 f. 3. Bereken op basis van de verkregen gegevens de opwaartse kracht die op het eerste lichaam werkt: F 1 \u003d P 1 - P 1 w \u003d __________ 4. Neem in plaats van zuiver water een verzadigde zoutoplossing en bepaal opnieuw al dit lichaam in een zoutoplossing - R 1 w, Schrijf in tabel en bepaal de opwaartse kracht F 1

5. Hang een lichaam met een ander volume dan de dynamometer op en bepaal op dezelfde manier als voor het eerste lichaam de opwaartse kracht in water en in een verzadigde zoutoplossing-F 2. Lichaamsgewicht in lucht, N Lichaamsgewicht in vloeistof, N Drijfvermogen, N R 1 R 2 R 1 F R 2 F F ​​​​1 F 2 Waterverzadiging. zoutoplossing in water Noteer het resultaat in de tabel. Conclusie: ____________________________ _______________________

Laboratorium 1

Bepaling van de opwaartse kracht die inwerkt op een lichaam dat in een vloeistof is ondergedompeld

Doelstelling: studie van de parameters waarvan de Archimedes-kracht die inwerkt op een lichaam dat in een vloeistof is ondergedompeld, afhangt.

Invoering

Een lichaam ondergedompeld in een vloeistof of gas wordt onderworpen aan een opwaartse kracht (Archimedische kracht). Volgens de wet van Archimedes is de opwaartse kracht F A is verticaal naar boven gericht en is numeriek gelijk aan het gewicht van de vloeistof (of gas) die door het lichaam wordt verplaatst. Wiskundig wordt de wet van Archimedes uitgedrukt door de formule

F A = gV,

waarbij  de dichtheid van de vloeistof is; g- versnelling van de zwaartekracht; V - het volume van het lichaamsdeel ondergedompeld in een vloeistof (of gas). In een staat van gewichtloosheid treedt de Archimedische kracht niet op.

Vanwege de opwaartse kracht is het gewicht van elk lichaam in de vloeistof minder dan in lucht. Als het gewicht van het lichaam in de lucht R 1, en in vloeistof R 2 , dan kan de waarde van de Archimedische kracht die op dit lichaam werkt wanneer het in een vloeistof wordt ondergedompeld, worden gevonden als het verschil R 1 en R 2, d.w.z.

F A = R 2 – R 1 .

Beschrijving van het experiment

In dit werk wordt je uitgenodigd om de opwaartse kracht te meten die inwerkt op een lichaam dat in een vloeistof is ondergedompeld, en ook om de afhankelijkheid van de opwaartse kracht van het volume van het lichaam en van zijn massa te onderzoeken.

De meting van de Archimedische kracht wordt uitgevoerd met behulp van een krachtsensor: eerst wordt het lichaam in lucht en in vloeistof gewogen en vervolgens wordt het verschil tussen de verkregen waarden berekend.

Uitrusting en materialen

Taken

1. Meet het gewicht van lichamen in lucht en water.

2. Bepaal de opwaartse kracht die inwerkt op lichamen die in water zijn ondergedompeld.

3. Onderzoek de afhankelijkheid van de opwaartse kracht van het volume van het lichaam.

4. Onderzoek de afhankelijkheid van de opwaartse kracht van het volume van het ondergedompelde deel van het lichaam.

5. Onderzoek de afhankelijkheid van de opwaartse kracht van de lichaamsmassa.

6. Analyseer de ontvangen gegevens.

7. Trek conclusies.

Een experiment uitvoeren

1. Maak uzelf vertrouwd met de algemene veiligheidsregels voor het praktijkwerk in het natuurkundelokaal.

2. Voordat u aan het werk gaat, moet u de aansluiting en werking van de krachtsensor controleren. Sluit de sensor aan op de UIOD. Kies uit het menu Bestand paragraaf Nieuw. De sensor moet automatisch worden gedetecteerd en vervolgens ziet u op het scherm van het apparaat de afbeelding die wordt weergegeven in afbeelding 1.

3. Om een ​​experiment uit te voeren, moet je veranderen Frequentie sensormetingen bij 1 Hz en Experimenttijd voor 10 s.

leen deel: het controleren van de afhankelijkheid van de opwaartse kracht op het volume van het lichaam

1. Hang uw lichaam op aan de krachtsensor. Bepaal vervolgens het gewicht van het lichaam in de lucht en voer de resultaten van de weging en de gemiddelde waarde van het gewicht in de tabel in. Meet de gewichtswaarde meerdere keren (3-5).

2. Plaats vervolgens een beker water onder het lichaam en dompel het hele lichaam onder in water zoals weergegeven in figuur 2. Terwijl u dit doet, moet u de meetwaarden van de krachtsensor controleren. Het lichaamsgewicht in water moet ook 3-5 keer worden bepaald. Zo bepaalt u het gewicht van het lichaam in water en voert u de weegresultaten en het gemiddelde gewicht in de tabel in.

3. Bereken vervolgens en voer in de tabel de waarde in van de op het lichaam inwerkende kracht. Gebruik voor de berekening de gemiddelde waarden van het lichaamsgewicht in lucht en in water.

4. Volg de stappen. 1-3 met een lichaam van een ander volume.

Ook de resultaten van herhaald wegen van dit lichaam dient u in de rapportagetabel vast te leggen.

IIdeel: controle van de afhankelijkheid van de opwaartse kracht van het volume van het ondergedompelde deel van het lichaam

1. Hang een metalen cilinder aan een reeks lichamen met verschillende massa's en hetzelfde volume aan de krachtsensor.

2. Weeg de cilinder in de lucht en vul de waarde in de tabel in. In dit deel van het werk raden we, vanwege de beperkte tijd van de les, aan om enkelvoudige gewichtsmetingen uit te voeren.

3. Vervolgens moet u lijnen tekenen die voorwaardelijk de verdeling van de cilinder in vier gelijke delen markeren. Het is handig om deze lijnen op het zijoppervlak van de cilinder te tekenen met een kleurpotlood in een contrasterende kleur. We raden aan om eerst de halve hoogte van de cilinder te meten en een lijn te trekken en daarna elke helft weer in tweeën te delen. De cilinder heeft dus duidelijk gemarkeerde lijnen op zijn zijkant, waardoor deze voorwaardelijk in vier delen wordt verdeeld.

4. Vervolgens moet u eerst ¼, dan ½, ¾ van het volume van de cilinder in de vloeistof onderdompelen, vervolgens volledig onderdompelen en in elk geval wegen. Voor elke waarde van het volume van het deel van de cilinder dat in water is ondergedompeld, moet u het gewicht van het lichaam in water bepalen en deze waarde in de tabel invoeren.

5. Bereken en voer in de tabel de waarden in van de drijfkracht die in elk geval op het lichaam inwerkt.

IIIdeel: controle van de afhankelijkheid van de opwaartse kracht op de massa van het lichaam

1. Bepaal het gewicht in lucht en in water voor twee cilinders uit een reeks lichamen met verschillende massa's en hetzelfde volume wanneer ze volledig in water zijn ondergedompeld en voer de gegevens in de tabel in. Meet meerdere keren (3-5).

2. Bereken en voer in de tabel de waarden in van de drijfkrachten die op de cilinders werken. Analyseer de ontvangen gegevens en beantwoord de controlevragen.

3. Maak een gedetailleerde conclusie na voltooiing van het laboratoriumwerk. We herinneren u eraan dat de conclusie moet worden getrokken op basis van de doelen van het werk en de taken die erin zijn vastgelegd.

De resultaten van het experiment verwerken

I. Vul de tabel in voor het eerste deel van het werk.

Tabel 1. Resultaten van metingen van het gewicht van lichamen van verschillende volumes bij weging in lucht en in water

II. Vul de tabel voor het tweede deel van het werk in.

Tabel 2. Resultaten van metingen van lichaamsgewicht afhankelijk van het deel van het volume van het lichaam dat in water is ondergedompeld. Lichaamsgewicht wanneer gewogen in lucht R 1 =…., Nee

III. Vul de tabel voor het derde deel van het werk in.

Tabel 3. Resultaten van weeglichamen met verschillende massa's, maar hetzelfde volume

testvragen

1. Hangt de opwaartse kracht op een lichaam dat in een vloeistof is ondergedompeld af van het volume?

2. Zijn de opwaartse krachten die werken op een blok dat eerst in water drijft en daarna hetzelfde in kerosine?

3. Wat neemt af wanneer een lichaam wordt ondergedompeld in een vloeistof - lichaamsgewicht of zwaartekracht?

4. Een stuk ijs drijft in een glas dat tot de rand gevuld is met water. Zal het water overstromen als het ijs smelt?

Aanvullende taken.

1. Bereken de waarde van de Archimedes-kracht naar keuze voor het eerste deel of voor het derde deel van het experiment, rekening houdend met de fouten. Houd bij het berekenen van fouten rekening met de instrumentele relatieve fout van de krachtsensor gelijk aan δ R = 3%.

2. Stel een methode voor om het volume van de holte in het lichaam te bepalen. Bedenk dat de dichtheid van het materiaal waarvan het lichaam is gemaakt bekend is.

3. Voer werkzaamheden uit om de afhankelijkheid van het lichaamsgewicht te bestuderen van de dichtheid van de vloeistof waarin het is ondergedompeld. Om dit te doen, dompelt u lichamen met verschillende gewichten, maar met hetzelfde volume, onder in zout water. Vergelijk de verkregen resultaten met de resultaten verkregen wanneer lichamen worden ondergedompeld in zuiver water.

4. Controleer door ervaring of de opwaartse kracht afhangt van de diepte van de onderdompeling van het lichaam in de vloeistof .

Laboratoriumwerk №8.

Onderwerp: Bepaling van de opwaartse kracht die inwerkt op een lichaam dat in een vloeistof is ondergedompeld.

Waarom ei?

opduikt?

Doelwit: De werking van een vloeistof op een ondergedompeld lichaam bestuderen, de afhankelijkheid van de opwaartse kracht van de dichtheid van de vloeistof en het volume van het lichaam experimenteel onderzoeken.

Lesdoelen:

• 1. Studenten leren de aanwezigheid van een kracht te detecteren die een lichaam uit een vloeistof duwt, uit te zoeken van welke factoren de grootte van de opwaartse kracht afhangt (niet afhankelijk is) en de wet van Archimedes te formuleren door de afhankelijkheid van de Archimedes-kracht op het volume van het lichaam ondergedompeld in de vloeistof en op de dichtheid van de vloeistof.
• 2. Het vermogen cultiveren om doelgericht te werken om gezamenlijke en persoonlijke doelen te bereiken, tolerantie en respect voor andere meningen te cultiveren, gezelligheid te cultiveren.
• 3. Ontwikkel technieken voor het verbeteren van mentale activiteit - analyse, synthese, vergelijking, generalisatie en abstractie.

1. Waar is de opwaartse kracht gericht?

2. Verandert het lichaamsgewicht bij onderdompeling in water?

3. Lichaamsgewicht?

Doelwit: om experimenteel de drijvende werking van een vloeistof op een lichaam dat erin is ondergedompeld te ontdekken.

Apparatuur:

statief met koppeling, dynamometer, 2 body's, bril met schoon en zout water.

Voortgang.

1. Om de opwaartse kracht te berekenen, moet u meten ...

1. Om de opwaartse kracht te berekenen, heb je nodig:

1) meet lichaamsgewicht in lucht F 1 .

2) meet lichaamsgewicht in water F 2 .

Waar is het gewicht meer?

2. Om de duwkracht te berekenen, heb je nodig ...

F je bent t = F 1 -F 2 .

Rapportagetabel .

Lichaamsgewicht in lucht F 1 ,

Water

Lichaamsgewicht in water F 2 ,

Zuiver

drijfkracht,

zout

F je bent t = F 1 -F 2 . (H)

• Om de opwaartse kracht te berekenen...

trek het kleinere gewicht af van het grotere, d.w.z.

F je bent t = F 1 -F 2 .

Conclusie: (Wat heb je gemeten? Wat heb je berekend? Wat bepaalt de opwaartse kracht?)

Extra taak: om de afhankelijkheid van de opwaartse kracht van het volume van het lichaam te onderzoeken.

• Wij werken met slechts één vloeistof.

Rapportagetabel .

Lichaamsgewicht in lucht F 1 ,

Lichaam

Lichaamsgewicht in water F 2 ,

groot

drijfkracht,

klein

F je bent t = F 1 -F 2 . (H)

Conclusie: (Wat bepaalt de duwkracht?)

D/Z: & 50-51-hervertelling, mondelinge vragen

• Goed gedaan!
• Bedankt voor de les.

Aanvullend onderzoek.

Onderzoek of de opwaartse kracht afhankelijk is van:

• lichaamsdichtheid;
• lichaamsvorm;
• duik diepte.

LABORATORIUM WERK.

DEFINITIE VAN DE DRUKKRACHT.

doelen : experimenteel het opwaartse effect van een vloeistof op een daarin ondergedompeld lichaam ontdekken en de opwaartse kracht bepalen.

Apparaten en materialen : een dynamometer, een statief met een koppeling en een voet, twee lichamen van verschillende volumes, glazen met water en een verzadigde oplossing van zout in water.

Instructies voor het werk:

1. Volgens de wet van Archimedes werkt een opwaartse kracht op een lichaam dat in een vloeistof is ondergedompeldF EEN, gelijk aan het gewicht mgverplaatste vloeistof:

F EEN = mg. (1)

Om de Archimedische kracht te vergelijken met het lichaamsgewicht, moet je het lichaamsgewicht metenPmet behulp van een rollenbank en bereken de Archimedische krachtF EEN . Archimedische krachtF EEN wordt bepaald door de formule:

F EEN = mg =  Vg (2),

waar  - dichtheid van water ( \u003d 1000 kg / m3), V- de hoeveelheid water die door het lichaam wordt verplaatst,g- versnelling van de zwaartekracht (g\u003d 9,81 m / s 2).

Volume VHet verplaatste water kan met behulp van een maatcilinder worden gemeten als het verschil in het waterpeil wanneer het onderzochte lichaam erin wordt ondergedompeld en zonder het lichaam.

Archimedische kracht FA, inwerkend op een lichaam dat in water zinkt, kan worden gevonden door het lichaamsgewicht te meten met een rollenbankPin de lucht en krachtP 1 die het lichaam in balans houdt wanneer het in water wordt ondergedompeld:

P=F EEN + P 1 , F EEN = P - P 1 .

2. Meet het gewicht P van het eerste lichaam met een rollenbank.

3. Meet de sterkte: P 1 werkend op de haak van de dynamometer wanneer het lichaam volledig in water is ondergedompeld. Bevestig hiervoor de rollenbank op een statief en hang er een gewicht aan. Zet een glas water neer en laat de koppeling met de voet en de rollenbank zakken tot het hele lichaam onder water staat. Dit is het gewicht van het lichaam in water.

4. Bereken de opwaartse kracht die op het lichaam werkt.

5
. Neem in plaats van zuiver water een verzadigde zoutoplossing en bereken de opwaartse kracht.

6. Hang een ander lichaam aan de rollenbank en voer stap 2 - stap 5 . uit

7. Noteer de resultaten van metingen en berekeningen in de rapportagetabel.

lichaamsgewicht in lucht

lichaamsgewicht in vloeistof

drijfvermogen

F, N F \u003d P -P 1

R ’

P''

P 1 ’

P 1 ’’

F'

F''

Water

Verzadigde zoutoplossing in water

Trek conclusies op basis van de uitgevoerde experimenten.

Testvragen.

1. In welk water en waarom is het makkelijker om te zwemmen: in de zee of rivier?

2. Een stalen staaf opgehangen aan een draad wordt ondergedompeld in water. Noem de op elkaar inwerkende lichamen en de krachten die op het blok werken. Geef deze krachten grafisch weer.

3. Het volume van een stuk ijzer is 0,1 m 3 . Welke opwaartse kracht zal erop werken wanneer het volledig ondergedompeld is in kerosine?