گزارش کار آزمایش ارشمیدس

گزارش کار آزمایش اندازه گیری چگالی به روش ارشمیدس – آزمایشگاه فیزیک 1

در زیر بخش های مهمی از گزارش کار آزمایشگاه فیزیک ۱ آزمایش اندازه گیری چگالی به روش ارشمیدس آورده شده است:

بخش های آزمایش:

هدف آزمایش – وسایل آزمایش – مقدمه و تئوری – شرح آزمایش – روش کار آزمایش(آزمایش عملی) – محاسبات – نتیجه گیری – محاسبه خطاهای نسبی و مطلق آزمایش

هدف آزمایش اندازه گیری چگالی به روش ارشمیدس

• اندازه گیری چگالی جامدات و بررسی قانون ارشمیدس

بخشی از مقدمه آزمایش

چگالی و اصل ارشمیدس

چگالی نقش کلیدی و مهمی در اصل ارشمیدس دارد. چگالی میانگین یک جسم، چیزی است که مشخص می‌کند آیا جسم شناور می‌شود یا نه. اگر چگالی آن کمتر از چگالی سیال اطرافش باشد شناور می‌ماند. دلیل این مسئله را به آسانی می‌توان این‌طور بیان کرد که سیال جابجا شده به اندازه‌ حجم جسم جرم بیشتری دارد و بنابراین نیروی شناوری که از این طریق به جسم وارد می‌شود، بزرگ‌تر از وزن جسم بوده و باعث شناوری آن می‌شود. با همین استدلال، اگر جسم چگال‌تر از سیال باشد غرق می‌شود.

مبانی قانون ارشمیدس

هر گاه تمام یا قسمتی از یک جسم در سیالی غوطه ور شود، به وسیله ی سیال نیرویی برابر با وزن سیال جا به جا شده به جسم وارد می شود و در نتیجه جسم سبک تر می گردد. در حالت کلی سه وضعیت برای جسمی که در سیالی قرار دارد به وجود می آید:

• اگر وزن جسم با نیروی ارشمیدس برابر باشد، جسم در سیال غوطه ور می ماند.
• اگر وزن جسم کم تر از نیروی ارشمیدس باشد، جسم بر روی سیال شناور می ماند.
• اگر وزن جسم بیش تر از نیروی ارشمیدس باشد، جسم به ظرفی که سیال در آن قرار دارد برخورد می کند.

-قانون ارشمیدس به شکل ساده می گوید که نیروی شناوری بر روی یک جسم برابر است با وزن سیال جابجا شده توسط جسم. از نظر ریاضی به صورت زیر نوشته شده است

F_b=V×g×ρ

F_b نیروی تقویت کننده است

ρ چگالی سیال است

V حجم غوطه ور است

g شتاب ناشی از گرانش است

ادامه مطلب در گزارش کار…

روش کار آزمایش 

در این آزمایش دو نمونه روش کار و محاسبات آمده است

نمونه اول

محاسبه چگالی یک جسم شناور بر روی مایع

نمونه دوم

یک جسم ، در هوا توزین می شود و سپس در حالی که در مایع غوطه ور است دوباره وزن می شود. در صورت مشخص بودن دانسیته سیال ، تراکم جسم ، نشانه ای از اصالت آن است. در صورت مشخص بودن تراکم جسم، از همین روش می توان برای تعیین تراکم سیال نیز استفاده کرد. همه این محاسبات بر اساس اصل ارشمیدس انجام می شود.

سوالان آزمایش 

سوالات نمونه اول

• نمودار M بر حسب F را رسم نموده، شیب خط و عرض از مبداء را با روش میانگین مربعات بدست آورید.
• با توجه به شیب خط چگالی فلز را حساب کنید.
• ضریب رگرسیون برای نمودار چقدر میباشد، معنی آن را توضیح دهید.
• با استفاده از شیب خط و خطای آن، خطا در اندازه گیری چگالی فلز را بدست آورید.
• خطای عرض از مبداء را حساب کرده و آن را با مقداری که از نمودار به دست می آورید مقایسه کنید.

سوالات نمونه دوم

• اگر یک گلوله فولادی به شعاع 6 سانتی متر در آب غوطه ور باشد، نیروی حاصل را محاسبه کنید.
• اگر جسم شناور 95٪ در آب غوطه ور باشد، نیروی شناوری را محاسبه کنید. چگالی آب 1000 کیلوگرم در متر مکعب است.

محاسبات در گزارش کار موجود است …

نتیجه گیری آزمایش اندازه گیری چگالی به روش ارشمیدس

وقتی نیروی ارشمیدس از نیروی وزن بیشتر باشد جسم روی سطح آزاد …

ادامه در فایل گزارش کار آزمایش است.

خطاهای آزمایش اندازه گیری چگالی به روش ارشمیدس

محاسبه خطا در اندازه گیری چگالی فلز با استفاده از شیب خط

در فایل گزارش کار آزمایش است.