2. Give a definition of the volume which the body occupies.
3. Provide the pattern and the unit of density of bodies.
4. Does the density of the body depend on its state of matter?
Answer:
1. The body mass is the measure of the quantity of matter.
2. Body volume is the space occupied by all atoms of this body.
3. Density of the physical body - d is determined with the formula:
where: m – is the mass of the tested physical body, V – is the volume of the tested body. The unit of density in the SI system is .
4. The density of bodies depends on the their state of matter. The density of solids and liquids is similar and ranges from 900 to 19320 for gold. The density of gases is much lower and ranges from 0,09 for hydrogen to 5,9 for xenon.
Task Do experiment in groups. Familiarize yourself with the instructions for the experiment.
Group I Experiment
Research problem: Determining the density of bodies with regular shapes.
Research hypothesis: To determine the density of bodies with regular shapes, it is sufficient to measure the body mass and measure its linear dimensions.
You will need: - rubber ball, - scales, - caliper.
Instruction: 1. Determine the mass of the ball with the scale. 2. Determine the diameter (D) of the ball using the caliper. 3. Calculate the volume of the ball using the following formula:
where: V - is the ball volume [cmIndeks górny 33], – the constant which equals to 3,14, r - the radius of the ball equals to [cm]. 4. Calculate the density of the material which the ball is made of. 5. Compare the result you received with the value of material density from the density table.
Research hypothesis: Liquid takes the shape of the container in which it is located. This property can be used to determine the density of liquids.
The following equipment will be required: - glass, - scales, - caliper, - water.
Instruction: 1. Determine the mass of water using the scales. - Weigh the glass with the mass mIndeks dolny ss = - Weigh the glass with water, write its mass mIndeks dolny s,ws,w = - Calculate the mass of water mIndeks dolny ww = mIndeks dolny s,ws,w - mIndeks dolny ss 2. Determine the diameter of the glass (D) using the caliper. 3. Determine the height of water column h = 4. Calculate the volume of water using the formula for the volume of the cylinder:
where: V - is the volume of the cylinder [cmIndeks górny 33], – is the constant which equals 3,14, r - is the radius of the cylinder base and equals [cm]. 5. Calculate the density of water. 6. Compare the result you obtained with the value of the material density from the density table.
Conclusion: Determining the volume of the body with a regular shape in the form of a cylinder requires only measuring the diameter of the base of the cylinder and its height. The usage of the formula for the cylinder volume makes it easier to determine the actual volume of the cylinder. Taking into the consideration the fact that water takes the shape of the container makes it easier to calculate its actual volume.
Task Decide if the sentences below are true or false and select all the correct answers. a) The diameter of the cylinder can be measured using the caliper. b) The diameter of the ball can be accurately measured using the caliper. c) The diameter of the ball can be easily measured with the ruler. d) The volume of a straight cylinder is calculated with the formula:
where: V - is the volume of the cylinder [cmIndeks górny 33], – is the constant which equals 3,14, r - is the radius of the cylinder base which equals [cm].
The density of the body with regular shapes requires measuring its mass and its dimensions. On their basis the body volume can be determined using the calculation method. The density is determined with the density formula:
Selected words and expressions used in the lesson plan
Wniosek: Wyznaczanie objętości ciała o regularnym kształcie w postaci kuli wymaga jedynie pomiaru średnicy kuli. Wykorzystanie wzoru na objętość kuli ułatwia wyznaczenie rzeczywistej objętości kuli, bez konieczności zanurzania jej w menzurce z wodą.
Zaproponuj opis doświadczenia za pomocą którego wyznaczysz gęstość powietrza. Podaj temat, pomoce i instrukcję wykonania
m80c947a662a6a303_1528449000663_0
Wyznaczanie gęstości ciał stałych za pomocą wagi i linijki
m80c947a662a6a303_1528449084556_0
Drugi
m80c947a662a6a303_1528449076687_0
I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.
m80c947a662a6a303_1528449068082_0
45 minut
m80c947a662a6a303_1528449523725_0
Wyznaczanie eksperymentalne gęstości ciał o regularnym kształcie.
m80c947a662a6a303_1528449552113_0
1. Wyznaczanie wielkości pośrednich potrzebnych do wyznaczenia gęstości.
2. Posługiwanie się wzorem na gęstość ciała.
m80c947a662a6a303_1528450430307_0
Uczeń:
- dokonuje pomiarów niezbędnych do wyznaczenia gęstości ciała,
- wyznacza eksperymentalnie gęstość ciał o regularnym kształcie.
m80c947a662a6a303_1528449534267_0
1. Uczenie się przez obserwację.
2. Porządkowanie i stosowanie uzyskanych wyników w nowych zadaniach o charakterze praktycznym lub teoretycznym.
m80c947a662a6a303_1528449514617_0
1. Praca indywidualna.
2. Wykonywanie eksperymentów w grupach.
m80c947a662a6a303_1528450127855_0
Polecenie
Odpowiedz na pytania:
1. Co jest miarą ilości materii?
2. Podaj definicję objętości, jaką zajmuje ciało.
3. Podaj wzór i jednostkę gęstości ciał.
4. Czy gęstość ciał jest zależna od stanu skupienia ciała?
Odpowiedź:
1. Miarą ilości materii jest masa ciała.
2. Objętość ciała to przestrzeń zajęta przez wszystkie atomy tego ciała.
3. Gęstość ciała fizycznego, d wyznaczamy ze wzoru:
gdzie: m – masa badanego ciała fizycznego, V – objętość badanego ciała. Jednostką gęstości w układzie SI jest .
4. Gęstość ciał zależy od stanu skupienia ciała. Gęstość ciał stałych i cieczy jest podobna i mieści się w zakresie od 900 do 19320 dla złota. Gęstość gazów jest dużo mniejsza i wynosi od 0,09 dla wodoru do 5,9 dla ksenonu.
m80c947a662a6a303_1528446435040_0
Polecenie Doświadczenie wykonujecie w grupach. Zapoznajcie się z instrukcją do doświadczenia.
Grupa I Doświadczenie
Problem badawczy: Wyznaczanie gęstości ciał o regularnych kształtach.
Hipoteza badawcza: Do wyznaczenia gęstości ciał o regularnych kształtach wystarczającym jest pomiar masy ciała i pomiar jego wymiarów liniowych.
Co będzie potrzebne: - piłeczka kauczukowa, - waga, - suwmiarka.
Instrukcja: 1. Wyznacz masę piłeczki za pomocą wagi. 2. Wyznacz średnicę (D) piłeczki za pomocą suwmiarki. 3. Oblicz objętość piłeczki korzystając ze wzoru na objętość kuli:
gdzie: V - objętość kulki [cmIndeks górny 33], - stała, równa 3,14, r - promień kulki równy [cm]. 4. Oblicz gęstość materiału z którego wykonana jest piłeczka. 5. Porównaj wynik który otrzymałeś z wartością gęstości materiału z tabel gęstości.
Podpowiedź: Gęstość gumy wynosi od 1,1 do 2 .
Wniosek: Wyznaczanie objętości ciała o regularnym kształcie w postaci kuli wymaga jedynie pomiaru średnicy kuli. Wykorzystanie wzoru na objętość kuli ułatwia wyznaczenie rzeczywistej objętości kuli, bez konieczności zanurzania jej w menzurce z wodą.
Grupa II Doświadczenie
Problem badawczy: Wyznaczanie gęstości wody.
Hipoteza badawcza: Do wyznaczenia gęstości cieczy można wykorzystać jej właściwość, że przyjmuje kształt naczynia w którym się znajduje.
Co będzie potrzebne: - szklanka, - waga, - suwmiarka, - woda.
Instrukcja: 1. Wyznacz masę wody za pomocą wagi: - Zważ szklankę zapisz jej masę mIndeks dolny ss = - Zważ szklankę z wodą zapisz jej masę mIndeks dolny s,ws,w = - Oblicz masę wody mIndeks dolny ww = mIndeks dolny s,ws,w- mIndeks dolny ss 2. Wyznacz średnicę szklanki (D) za pomocą suwmiarki. 3. Wyznacz wysokość słupa wody h = 4. Oblicz objętość wody korzystając ze wzoru na objętość walca:
gdzie: V - objętość walca, - stała, równa 3,14, r - promień podstawy walca równy [cm]. 5. Oblicz gęstość wody. 6. Porównaj wynik który otrzymałeś z wartością gęstości materiału z tabel gęstości.
Wniosek: Wyznaczanie objętości ciała o regularnym kształcie w postaci walca wymaga jedynie pomiaru średnicy podstawy walca i jego wysokości. Wykorzystanie wzoru na objętość walca ułatwia wyznaczenie rzeczywistej objętości walca. Wykorzystanie faktu, że woda przyjmuje kształt naczynia ułatwia obliczenie jej rzeczywistej objętości.
Polecenie Zaproponuj opis doświadczenia za pomocą którego wyznaczysz gęstość powietrza. Podaj temat, pomoce i instrukcję wykonania.
Polecenie Określ prawdziwość poniższych zdań i zaznacz wszystkie poprawne odpowiedzi (możliwość wyboru). a) Średnicę walca można zmierzyć za pomocą suwmiarki. b) Średnicę kulki można zmierzyć precyzyjnie stosując suwmiarkę. c) Średnicę kulki łatwo można zmierzyć linijką. d) Objętość walca prostego oblicza się ze wzoru:
gdzie: V - objętość walca, - stała, równa 3,14, r - promień podstawy walca równy [cm].
Odpowiedź: a) Prawda. b) Prawda. c) Fałsz. d) Prawda.
[Ilustracja interaktywna]
m80c947a662a6a303_1528450119332_0
Gęstość ciała o kształtach regularnych wymaga pomiaru masy oraz pomiaru jego wymiarów, na podstawie których metodą rachunkową można wyznaczyć objętość ciała. Gęstość wyznaczamy ze wzoru: