2. In what units do we determine the weight of the body?
3. What does the concept of body volumevolumevolume mean?
4. In which units do we determine the body volume?
5. Are there physical quantities that uniquely characterize the physical body?
6. Can bodies with the same dimensions have different masses?
Answer:
1. MassmassMass is a physical quantity telling us how much matter there is inside a particular physical body.
2. The unit of mass in the SI system is the kilogram.
3. The volume informs us about how much space the body occupies.
4. The unit of volume in the SI system is the cubic meter (mIndeks górny 33).
5. There is no single physical quantity that could precisely describe the physical body. The unambiguity of the description of the physical body requires giving many of its properties e.g. mass, volumevolumevolume, colour, shape, temperature. The accuracy of the description depends on the type of observation.
6. Bodies of the same size can have different masses. Balls of the same diameter made of steel and wood have different masses.
Task 2
Learn identifying the letters and the units used to describe volume, weight, area and length.
Calculate the volume of the figures presented below. Provide a mathematical notation of the formulas for the volume of a given figure.
[Illustration 1]
a)
Calculations:
b)
Calculations:
c)
Calculations :
Answer:
a)
b)
c)
Task 4
Look at the figure and:
1. Check the changes in massmassmass and volumevolumevolume of the cubes presented in figures (a), (b) and (c) which are made of aluminum.
2. Compare the results with the volumes and masses of bars made after melting two cubes (d) and melting three cubes (e).
3. Compare the mass‑volume ratio in every variant.
[Illustration 2]
(a)
(b)
(c)
(bIndeks dolny 11)
(cIndeks dolny 11)
[Interactive illustration]
Conclusions:
1. The weight to volumevolumevolume ratio in all cases was the same and was This ratio does not depend on the way of examining individual cubes or combining them into one whole bar (e.g. by melting) as a rod. Thus, the ratio of body mass to its volume is a physical quantity that characterizes the properties of the body
2. DensitydensityDensity is a new physical quantity describing the properties of the body. Density of the body is determined on the basis of its mass and volume.
Density can be written mathematically in the form of the following formula:
The measurement result differs most often from the real value of the measured quantity. We say that the result of each physical measurement is burdened with measurement uncertaintymeasurement uncertaintymeasurement uncertainty.
In our case, we can write that the densitydensitydensity of the measured cuboidcuboidcuboid was:
This uncertainty results both from the measurement method and the accuracy of the used instrument. An inaccurate reading of the results from the scale of the instrument may also be the reason of uncertainty. The properties of the tested subject can also influence the uncertainty of measurement.
Task 6
Learn the transformations of the formula for density calculation:
DensitydensityDensity is a physical quantity that is often used to describe the physical properties of the studied physical body. For bodies of regular shaped, the volumevolumevolume determination procedure can be simplified. For this purpose, the mathematical relations that associate the volume of the body with its linear dimensions should be used. To determine the density of the body, we need to measure its massmassmass and volume and then use the following formula:
If we know the density and the volume of the body, we can calculate its mass. For this purpose, the following formula should be used:
The body volumevolumevolume of known mass and density is calculated using the formula:
This uncertainty results both from the measurement method and the accuracy of the used instrument. An inaccurate reading of the results from the scale of the instrument may also be the reason of uncertainty. The properties of the tested subject can also influence the uncertainty of measurement.
Selected words and expressions used in the lesson plan
Wyznacz minimalną i maksymalną gęstość prostopadłościanu o wymiarach i masie 250 g wiedząc, że linijka mierzy z dokładnością 1 mm, a waga waży z dokładnością do 2 g. Podaj wniosek uzyskany z powyższych obliczeń.
Oblicz objętość figur przedstawionych na rysunkach. Podaj zapis matematyczny wzorów na objętość danej figury.
m3b638b9b5869d04b_1528449000663_0
Wyznaczanie gęstości materii
m3b638b9b5869d04b_1528449084556_0
Drugi
m3b638b9b5869d04b_1528449076687_0
I. Wykorzystywanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.
m3b638b9b5869d04b_1528449068082_0
45 minut
m3b638b9b5869d04b_1528449523725_0
Wyznaczanie gęstości ciał o budowie regularnej.
m3b638b9b5869d04b_1528449552113_0
1. Posługiwanie się pojęciami masa, objętość i gęstość.
2. Określanie zależności między masą, objętością i gęstością.
m3b638b9b5869d04b_1528450430307_0
Uczeń:
- rozpoznaje wielkości masa, objętość, gęstość i ich jednostki,
- określa od czego zależy wielkość oddziaływań.
m3b638b9b5869d04b_1528449534267_0
1. Uczenie się przez obserwację.
m3b638b9b5869d04b_1528449514617_0
1. Praca indywidualna.
2. Praca z całą klasą.
m3b638b9b5869d04b_1528450127855_0
Polecenie 1
Odpowiedz na pytania:
1. Co to jest masa ciała fizycznego? 2. W jakich jednostkach wyznaczamy masę ciała? 3. Za pomocą jakiego przyrządu mierzymy masę ciała? 4. Co określa nam pojęcie objętość ciała? 5. W jakich jednostkach ją wyznaczamy? 6. Czy istnieją według ciebie wielkości fizyczne , które w sposób jednoznaczny charakteryzują ciało fizyczne? 7. Czy ciała o tych samych wymiarach mogą mieć różną masę?
Odpowiedź:
1. Masa, to wielkość fizyczna mówiąca nam, ile materii zawiera konkretne ciało fizyczne. 2. Jednostką masy w układzie SI jest kilogram. 3. Masę możemy wyznaczyć przy użyciu wagi. 4. Objętość informuje o tym, jak dużą przestrzeń zajmuje dane ciało. 5. Jednostką objętości w układzie SI jest metr sześcienny (mIndeks górny 33). 6. Nie ma pojedynczej wielkości fizycznej, która by mogła jednoznacznie opisać ciało fizyczne. Jednoznaczność opisu ciała fizycznego wymaga podania wielu jego charakterystyk, np. masa, objętość, kolor, kształt, temperatura. Dokładność opisu zależna jest od rodzaju obserwacji. 7. Ciała o tych samych rozmiarach mogą mieć różną masę. Kulki o tej samej średnicy wykonane ze stali i z drewna będą miały różną masę.
Polecenie 2
Zapoznaj się z oznaczeniami literowymi i z jednostkami stosowanymi do opisu objętości, masy, pola powierzchni i długości.
[Tabela 1]
m3b638b9b5869d04b_1528446435040_0
Polecenie 3
Oblicz objętość figur przedstawionych na rysunkach. Podaj zapis matematyczny wzorów na objętość danej figury.
[Ilustracja 1]
a)
Obliczenia:
b)
Obliczenia:
c)
Obliczenia:
Odpowiedź:
a)
b)
c)
Polecenie 4
Zapoznaj się z rysunkiem.
1. Sprawdź jak zmienia się masa i objętość sześcianów wykonanych z aluminium na rysunkach (a), (b), (c).
2. Porównaj z objętościami i masami prętów wykonanych ze stopienia dwu sześcianów (d) i trzech sześcianów (e).
3. Porównaj stosunek masy do objętości w każdym rozważanym wariancie.
[Ilustracja 2]
(a)
(b)
(c)
(bIndeks dolny 11)
(cIndeks dolny 11)
[Ilustracja interaktywna]
Wnioski:
1. Stosunek masy do objętości we wszystkich przypadkach był ten sam i wynosił Stosunek ten nie zależy od tego czy badamy pojedyncze sześciany, czy też połączone w jedną całość (np. na drodze stopienia) jako pręt. Zatem stosunek masy ciała do jego objętości jest wielkością fizyczną charakteryzującą właściwości ciała.
2. Nowa wielkość fizyczna opisująca właściwości ciała to gęstość. Gęstość ciała wyznaczamy na postawie znajomości jego masy i objętości.
Gęstość zapisujemy matematycznie w formie wzoru.
Kliknij w znacznik aby uzyskać informacje.
Polecenie 5
Wyznacz minimalną i maksymalną gęstość prostopadłościanu o wymiarach i masie 250 g wiedząc, że linijka mierzy z dokładnością 1 mm, a waga waży z dokładnością do 2 g. Podaj wniosek uzyskany z powyższych obliczeń.
Odpowiedź:
Minimalna objętość,
Maksymalna objętość,
Minimalna masa,
Maksymalna masa,
Minimalna gęstość,
Maksymalna gęstość,
Prawdziwa gęstość,
Wniosek:
Wynik pomiaru różni się najczęściej od rzeczywistej wartości wielkości mierzonej. Mówimy, że wynik każdego pomiaru fizycznego obarczony jest niepewnością pomiarową.
W naszym przypadku możemy zapisać, że zmierzona gęstość prostopadłościanu wynosiła:
Ta niepewność wynika zarówno z metody samego pomiaru, jak i dokładności użytego przyrządu. Przyczyną może być także niedokładne odczytanie wyników na skali przyrządu. Na niepewność pomiaru mają także wpływ cechy przedmiotu badań.
Polecenie 6
Zapoznaj się z przekształceniami wzoru na gęstość.
m3b638b9b5869d04b_1528450119332_0
Gęstość jest to wielkość fizyczna, która często jest wykorzystywana do opisu własności fizycznych badanego ciała fizycznego. W przypadku ciał o regularnych kształtach procedurę wyznaczania objętości można uprościć. W tym celu należy skorzystać z zależności matematycznych, wiążących objętość z wymiarami liniowymi badanego ciała. Chcąc wyznaczyć gęstość ciała, musimy zmierzyć jego masę i objętość oraz skorzystać ze wzoru:
Jeśli znamy gęstość i objętość ciała, możemy obliczyć jego masę. W tym celu korzystamy ze wzoru:
Objętość ciała o znanej masie i gęstości obliczamy za pomocą wzoru:
Wynik pomiaru gęstości obarczony jest niepewnościa pomiarową wynikającą z niedokładności pomiaru masy i niedokładności pomiaru objętości badanego ciała. Niepewność pomiarowa wynika zarówno z metody samego pomiaru, jak i dokładności użytych przyrządów. Przyczyną może być także niedokładne odczytanie wyników na skali przyrządu. Na niepewność pomiaru mają także wpływ cechy przedmiotu badań.