دنیای شیمی

 

گزارش کار فیزیک عمومی ۱

موضوع آزمایش : تحقیق قانون ارشمیدس

 

     استاد مربوطه :

نام و نام خانوادگی :

شماره ی دانشجویی :

شماره ی گروه:

 

 تاریخ انجام آزمایش :

 

عنوان آزمایش : تحقیق قانون ارشمیدس

هدف آزمایش : تعیین جرم حجمی اجسام با استفاده از قانون ارشمیدس

مبانی نظری آزمایش :

قانون ارشمیدس

هرگاه تمام یا قسمتی از یک جسم در سیالی غوطه ور شود ، به وسیله ی سیال نیرویی برابر با وزن سیال جابه جا شده به جسم وارد می شود ودرنتیجه جسم سبک تر می گردد . در جالت کلی سه وضعیت برای جسمی که در سیالی قرار دارد بهوجود می آید :

الف) اگر وزن جسم با نیروی ارشمیدس برابر باشد، جسم در سیال غوطه ور می ماند.

ب) اگر وزن جسم کم تر از نیروی ارشمیدس باشد،جسم بر روی سیال شناور می ماند.

ج ) اگر وزن جسم بیش تر از نیروی ارشمیدس باشد ، جسم به ظرفی که سیال در آن قرار دارد برخورد می کند.

وزن واقعی : وزن جسم در خلا را ، که معمولا با وزن جسم در هوا برابر است ، وزن واقعی(W) می نامند.

وزن ظاهری : وزن جسم در سیال را وزن ظاهری((W, می نامند.

وزن سیال هم حجم جسم که معادل با مقدار سبک شدن وزن جسم است را نیروی ارشمیدس می نامند(F) که این نیرو به صورت زیر تعریف می شود :

­  =    V g                                                                                                                                                (1)

که در آن   جرم حجمی سیال و V  حجم سیال  جابه جا شده ( حجم جسم ) است .

اگر جسمی را در سیال با جرم حجمی    غوطه ور کنیم ، با توجه به شکل (1)خواهیم داشت :

F   = W – W,                                                                                                                                            (2)

که در آن،(F) نیروی خالصی است که از طرف سیال به جسم وارد می شود ، و بنابر قانون ارشمیدس ، با وزن سیال جا به جا شده برابر است.

 

 

                                                                             با توجه به رابطه  های 1و 2 داریم :

(3)                                                                                    V g  = W –W,               = (m -  m,)g

از آن جا که طبق قانون ارشمیدس حجم سیال جابه جا شده با حجم جسم غوطه ور در سیال برابر است ، می توان نوشت :

(4)V = m                                                                                                                                                                   

که در آن ، جرم حجمی جسم غوطه ور در سیال است.

از روابط 3و 4 داریم :

(5)

و با استفاده از این رابطه ، با توجه به مشخص بودن جرم حجمی سیالی که جسم در آن غوطه ور است ، می توان جرم حجمی جسم را به دست آورد.

 

وسایل آزمایش :

استوانه ی مدرج ، ترازوی یک کفه ای سه اهرمی ، استوانه هایی از جنس های مختلف یا لیوان ( بشر ) ،و مقداری نخ.

روش انجام آزمایش :

1)      جرم استوانه فلزی را با ترازو سه بار در هوا اندازه گیری می کنیم .

2)      جرم استوانه فلزی را درون سیال با ترازو سه بار اندازه گیری می کنیم .

3)      به کمک رابطه ی جرم حجمی جسم و خطای آن را محاسبه می کنیم .

4)      با توجه به روش بالا جرم حجمی استوانه ی چوبی را تعیین می کنیم.

جدول اندازه گیری ها:

p

p, آب

m, ظاهری

mواقعی

 

53/3

97/

26

3/35

Al

67/

 

7/6

2/55

چوبی

89/7

 

9/48

1/8

طلایی

 

 

 

 

 

پرسش ها:

 

1)      با توجه به این که جرم کمیتی ثابت است ، علت تفاوت ظاهری جرم درون آب و هوا چیست؟

 

زیرا مولکول های آب به نسبت مولکول های هوا به هم نزدیک تر می باشند.

 

2)      کمیت m­­, نمایانگر چیست ؟

 

جرم استوانه ی فلزی درون سیال که با ترازو اندازه گیری می شود ، که جرم ظاهری می نامند.

 

3)      علت منفی شدن جرم ظاهری چوب در آزمایش چیست؟

 

زیرا جرم حجمی آن کم تر از آب است.

 

4)      این که جسم شناور باشد، یا با بدنه ی ظرف در تماس باشد، چه تاثیری در آزمایش می گذارد؟

 

زمانی  که جسم با بدنه در تماس باشد ، بدنه نیز به جسم نیرو وارد می کند ، و بنابر این سیال نیز به جسم نیرویی کم تر مقدار طبیعی وارد می کند.

 

 



:: موضوعات مرتبط: متفرقه
ن : شیمیدان مدرن
ت : یکشنبه چهارم تیر 1391
 
جهت اطلاع از تنظیمات و ویــــرایش این قالب اینجا را کلیک کنید.

.:: کلیک کنید ::.