ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ Α' ΛΥΚΕΙΟΥ

ΜΕΤΡΗΣΗ ΜΗΚΟΥΣ , ΧΡΟΝΟΥ , ΜΑΖΑΣ και ΔΥΝΑΜΗΣ

Στόχοι

1.  Εξοικείωση στη χρήση απλών οργάνων μέτρησης

 2.   Εξάσκηση στη μέτρηση φυσικών μεγεθών

 3.   Διαπίστωση της ύπαρξης σφαλμάτων κατά τις μετρήσεις. Στρογγυλοποιήσεις, σημαντικά ψηφία

Όργανα – Υλικά

Κανόνας ( χάρακας) - Ογκομετρικός κύλινδρος 100 cm³

Διαστημόμετρο - Ηλεκτρονικό χρονόμετρο χεριού

Μεταλλικός κύλινδρος (μάζα 100 g ή 150g) - Δυναμόμετρο 0 – 5 Ν

Κλωστή  - 2 λαστιχάκια - Ορθοστάτης

Ζυγός (ακρίβειας 0,1 g) - Βιβλίο  - Κομπιουτεράκι

Α. ΜΕΤΡΗΣΗ ΜΗΚΟΥΣ (και υπολογισμός εμβαδού και όγκου )

1. Χρησιμοποιώντας τον κανόνα μετράμε τις διαστάσεις των φύλλων του βιβλίου ( με ακρίβεια 1mm).

Μήκος    α = …….. cm            Πλάτος      β = ……… cm

Υπολογίζουμε το εμβαδό της επιφάνειας του φύλλου Ε = α . β = ……….. cm2 Αν τα μετρούμενα μεγέθη περιέχουν 3 σημαντικά ψηφία πόσα θα περιλαμβάνει το μέγεθος Ε;

2. Υπολογίζουμε τον αριθμό των φύλλων του βιβλίου ( δηλ. αριθμός σελίδων δια 2), χωρίς τα εξώφυλλα, και επινοούμε μέθοδο υπολογισμού του πάχους ενός φύλλου με χρήση κανόνα :

……………………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………………..

αποτέλεσμα : Πάχος φύλλου = …… mm

3. Χρησιμοποιούμε το διαστημόμετρο και μετράμε (με ακρίβεια 0,1mm) τις διαστάσεις του μεταλλικού κυλίνδρου:

Διάμετρος βάσης D = ……. cm         Ύψος  h = …… cm

Υπολογίζουμε το εμβαδό της βάσης     Ε = π . D²/4 = ……..cm²

και τον όγκο του κυλίνδρου V = E . h = ………cm³

4. Τοποθετούμε μια ποσότητα νερού στον ογκομετρικό κύλινδρο και καταγράφουμε την ένδειξη όγκου: V₁ = ……. cm³

Δένουμε με κλωστή τον μεταλλικό κύλινδρο και τον βυθίζουμε, με ΠΡΟΣΟΧΗ, στο νερό του ογκομ. κυλίνδρου σημειώνοντας τη νέα ένδειξη όγκου : V₂ = ……. cm³

Υπολογίζουμε τον όγκο του μεταλλικού κυλίνδρου V = V₂ – V₁ =…….. cm³

Ποια από τις παραπάνω μεθόδους υπολογισμού του όγκου είναι ακριβέστερη ;

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

Β. ΜΕΤΡΗΣΗ ΧΡΟΝΟΥ

Συναρμολογούμε τον ορθοστάτη (με ράβδο ύψους 1m ), δένουμε τον κύλινδρο με μακριά κλωστή και τον κρεμάμε από την οριζόντια ράβδο, φτιάχνοντας έτσι ένα απλό εκκρεμές.

Απομακρύνουμε ( λίγα cm ) τον κύλινδρο από τη θέση ισορροπίας και τον αφήνουμε ελεύθερο να ταλαντωθεί.

Θέλουμε να υπολογίσουμε την περίοδο Τ της ταλάντωσης του εκκρεμούς.

Για τη μείωση του σφάλματος μέτρησης, μετράμε το χρόνο 10 πλήρων (δηλαδή 2 διαδρομές) αιωρήσεων και διαιρούμε δια 10. Επαναλαμβάνουμε τη μέτρηση μια φορά ακόμη.

Πρώτη μέτρηση χρόνος 10 ταλαντώσεων = …….. sec --> Τ₁ = …… sec

Δεύτερη μέτρηση « « « = …….. sec --> Τ₂ = …… sec

Βρίσκουμε τη μέση τιμή του Τ  = (Τ₁ + Τ₂ )/2 = ……….. sec

Γ. ΜΕΤΡΗΣΗ ΜΑΖΑΣ ( και υπολογισμός πυκνότητας )

Ζυγίζουμε στο ζυγό τον μεταλλικό κύλινδρο και καταγράφουμε τη μάζα του m = ……… g

Χρησιμοποιώντας το αποτέλεσμα υπολογισμού του όγκου του κυλίνδρου, από τις μετρήσεις με διαστημόμετρο, υπολογίζουμε την πυκνότητα του υλικού του :

Προσέχουμε στην καταγραφή του αποτελέσματος

Πυκνότητα, d = m / V = …………g / cm³ τον αριθμό των σημαντικών ψηφίων

Ποιο σφάλμα έχει γίνει στον ακριβή υπολογισμό της πυκνότητας ;

Συγκρίνατε την πυκνότητα του κυλίνδρου με πυκνότητες γνωστών υλικών (Πίνακας σελ. 28 Σχολικού Βιβλίου. Ποιο είναι πιθανόν το υλικό του κυλίνδρου;

Γ. ΜΕΤΡΗΣΗ ΔΥΝΑΜΗΣ

1. Από το άγκιστρο του δυναμόμετρου κρεμάμε τον κύλινδρο και κρατάμε το σύστημα κατακόρυφο. Καταγράφουμε την ένδειξη του δυναμόμετρου:

F = …..N Ποιο φυσικό μέγεθος του σώματος αφορά αυτή η δύναμη ; ……………………….

2. Περνάμε στο δάχτυλό μας ένα λαστιχάκι ( όπως από συσκευασίες super market ), περνάμε και το άγκιστρο του δυναμόμετρου και τραβάμε προς τα πάνω, μέχρι να εκταθεί το λάστιχο σε ορισμένο μήκος, το οποίο καταγράφουμε : χ = ……… cm

μαζί με τη δύναμη : F₁ = ……….N

Περνάμε και ένα δεύτερο, ίδιο, λαστιχάκι χ = ……… cm

και επαναλαμβάνουμε τη διαδικασία F₂ = ……….N

Aν βρούμε F₂ = 2 F₁ τι μπορούμε να συμπεράνουμε για τη σχέση των δυνάμεων που ασκούν τα λάστιχα με τη δύναμη που δείχνει το δυναμόμετρο ;

……………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

3. Πώς απαντάμε στην ερώτηση 11 , σελ. 43, της σχετικής Εργαστηριακής Άσκησης του Σχολικού εργαστηριακού Οδηγού ;

…………………………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ΕΚΦΕ Λάρισας 9ος/2005