Інформація для вчителів
Опис
Вимірювання маси має широкий спектр застосувань у нашому повсякденному житті.
Вони варіюються від зважування фруктів і овочів на базарі або в супермаркеті до вимірювання маси хімічних речовин у фармацевтичній промисловості з метою досягнення дуже точного дозування в ліках.
Експериментальна установка
Додаткова інформація для вчителів (1/2)
попередні
знання
Одиницею маси в СІ є кілограм (кг). Це основна одиниця системи СІ. Визначення кілограма грунтується на чисельно фіксованому значенні сталої Планка, а також на визначеннях метра і секунди. До 2018 року кілограм визначався як маса прототипу платиново-іридієвого кілограма, що зберігався в Парижі: циліндр висотою 39 мм і діаметром 39 мм.
Принцип
У цьому експерименті використовується важільні ваги (терези). Для цього на рівновіддаленій відстані від осі обертання закріплюють дві чашки. В одну чашу кладуть тіло, масу якого потрібно виміряти. В іншу чашу додають тягарці з відомою масою до тих пір, поки чаші не зрівноважаться, тобто не опиняться на одній і тій же висоті.
Додаткова інформація для вчителів (2/2)
Мета навчання
Завдання
У цьому експерименті учні мають дослідити, які існують способи визначення маси рідких і твердих речовин.
Для цієї мети буде досліджено тверді речовини (бруски із заліза, алюмінію та дерева) і додатково рідину - воду.
Інструкції з техніки безпеки
До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів на уроках з природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Експериментальна установка
Знання маси різних тіл є дуже важливим у всіх сферах життя:
Наприклад, зважування фруктів і овочів у супермаркеті або посилок у відділенні поштового сервісу дозволяє визначити ціну, яку потрібно заплатити.
Але як визначити масу твердих тіл і рідин?
Це питання ми пояснимо за допомогою наступного експерименту.
Завдання
Визначте масу різних твердих тіл за допомогою терезів (ваг). На другому етапі визначте масу рідини, в даному випадку води.
Тіла / речовини для дослідження:
- залізний брусок
- алюмінієвий брусок
- дерев'яний брусок
- Вода
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Основа штатива, PHYWE | 02001-00 | 1 |
| 2 | Штативний стрижень, нерж. ст., l=250 мм, d = 10 мм | 02031-00 | 1 |
| 3 | Мірний циліндр, 50 мл, BORO 3.3 | 36628-00 | 1 |
| 4 | Подвійна муфта | 02043-00 | 1 |
| 5 | Залізний брусок | 03913-00 | 1 |
| 6 | Алюмінієвий брусок | 03903-00 | 1 |
| 7 | Дерев'яний брусок | 05938-00 | 1 |
| 8 | Чаша ваг, пластмасова | 03951-00 | 1 |
| 9 | Важіль | 03960-00 | 1 |
| 10 | Стрілка для важеля | 03961-00 | 1 |
| 11 | Пластина зі шкалою | 03962-00 | 1 |
| 12 | Кріпильний болт | 03949-00 | 1 |
| 13 | Набір прецизійних тягарців, 1 г ... 50 г, у футлярі | 44017-01 | 1 |
| 14 | Мензурка, низька, 100 мл, пластмаса | 36011-01 | 1 |
| 15 | Піпетка, з гумовим ковпачком | 64701-00 | 1 |
Підготовка (1/3)
Монтаж основи (ніжок) штатива
Закріплення стрижня в основу штатива
Зберіть важільні терези. Дотримуйтесь наведених нижче інструкцій:
1. Зберіть важільні терези з основи штатива і штативного стрижня, як показано на рисунках.
Підготовка (2/3)
Установка шкали
2.Тримайте пластину зі шкалою посередині важеля, а потім вставте кріпильний болт через отвір покажчика і через отвір важеля.
3. Закріпіть кріпильний болт на штативі за допомогою подвійної муфти.
Установка терезів
Підготовка (3/3)
Монтаж чаші для зважування
4. Зберіть чашки важільних ваг і підвісьте по одній на кожен кінець стрижня (важеля). Таким чином, відстань до осі обертання буде однаковою, і ваги завжди будуть врівноважені, коли маси в обох чашках будуть однаковими.
Шкала ваг (терезів)
5. Відрегулюйте стрілку (покажчик), встановивши її так, щоб вона вказувала точно на нульову позначку. Після цього покажчик більше не можна змінювати вручну, щоб не допустити фальсифікації вимірювань.
Виконання роботи (1/3)
Помістіть 3 бруски (залізний, алюмінієвий, дерев'яний) один за одним на одну чашу терезів і визначте їхню відповідну масу , завантаживши іншу чашу тягарцями (важками), доки терези не будуть знову збалансовані (знову не врівноважаться).
Виміряні значення занесіть до таблиці 1 протоколу.
Зважування твердого тіла
Виконання роботи (2/3)
Мірний циліндр із водою
Тепер помістіть суху мензурку на чашу терезів і визначте масу .
Заповніть мірний циліндр водою до позначки 30 мл. Для більшої точності використовуйте піпетку. Рівень води зчитується в середній плоскій частині (меніск).
Перелийте воду в мензурку, не залишаючи жодної краплі у мірному циліндрі, і визначте масу мензурки з водою.
Повторіть експеримент з 50 мл води. Перед кожним новим зважуванням переконайтеся, що мензурка добре висушена, оскільки кожна додаткова крапля води спотворює результат вимірювання.
Запишіть виміряні значення в таблицю 2 протоколу.
Виконання роботи (3/3)
Не розбирайте поки що експериментальну установку.
Після того, як Ви відповісте на запитання 3 на сторінці оцінювання, можна приступати до розбирання установки.
Щоб розібрати основу штатива, натисніть на внутрішні кнопки, щоб відпустити блокувальні гачки, і роз'єднайте половинки основи.
Розбирання основи штатива
Протокол
Таблиця 1
Залізний стовп: маса м [г]:
Маса , [г]
.
Тіло
залізний брусок
алюмінієвий брусок
дерев'яний брусок
Алюмінієва колона: маса м [г]:
Дерев'яна колона: Маса м [г]:
Введіть масу твердих тіл.
Таблиця 2
Порожня склянка: m_0 [g]:
, [г]
.
Тіло
порожня мензурка
Визначте масу води за формулою:
30 мл води в чашці: m_1 [g]:
30 мл води: м [г]:
, [г] , [г]
Кількість води
30 мл
50 мл
50 мл води в чашці: m_1 [g]:
50 мл води: м [г]:
Завдання 1
Розташуйте 3 бруски в порядку зростання їхньої маси. Вставте слова в тексті в потрібне місце Брусок ____ має найбільшу масу. За ним слідує ____ брусок. Найлегший - дерев'яний брусок.
Завдання 2
Питання
Завдання 3
Питання
За допомогою терезів визначте спільну масу двох твердих тіл. Порівняйте результат із сумою мас у таблиці 1.
Яка відповідь правильна?
Завдання 4
Питання
Завдання 5
Питання
Додаткове завдання
Питання