Исследовательская работа Плотность, как тебя узнать?

Министерство образования Республики Башкортостан
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа с. Староакбулатово
муниципального района Татышлинский район

Районный конкурс
исследовательских работ
в рамках Малой академии наук
школьников
Республики Башкортостан

Номинация «Физика»

Плотность, как узнать тебя?



Подготовил:
Гиниятов Наиль,
обучающийся 7 класса
МБОУСОШ с Староакбулатово
МР Татышлинский район

Руководитель:
Гиниятова Гульназ Альфитовна,
учитель физики
МБОУ СОШ с. Староакбулатово
Контактный телефон: 89870200550

с. Староакбулатово - 2017
Содержание





1
Введение..
3

2
Теоретическая часть..
4

3
Практическая часть
6

4
Заключение.
9

5
Литература...
10

6 Приложения..11




















Введение

Моя мама работает в школе учителем физики. Когда она готовится к урокам, дома часто разные интересные опыты ставит. Я с нетерпением ждал, когда же начнем и мы изучать этот предмет. Не раз читал учебники физики, много интересного узнаю от Фиксиков (а это один из моих любимых мультфильмов). Когда сам проводишь опыты – это класс! Как сказал знаменитый испанский писатель Сервантес « В любой науке, в любом искусстве лучший учитель  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]».
Физика, как одна из основных наук о природе, изучает множество явле-ний. При изучении физических явлений часто приходится выполнять измере-ния различных величин, выполнять лабораторные работы.
Когда в очередной раз на уроке провели опыты по определению плот-ности вещества, мне захотелось узнать плотности других тел, с которыми часто пользуемся.
Свое исследование я начал с изучения теоретической части. Еще раз вни-мательно прочитал материал в учебнике физики 7 класса, детской энциклопе-дии, поискал по интернету интересные материалы, приготовил необходимое оборудование и материалы.
Цель работы:
найти способы определения плотности тел;
Задачи:
1. Изучить теоретический материал по данной теме;
2. Исследовать возможные способы определения плотности тел различной формы;
Гипотеза исследования: узнавать новое в ходе проведения опытов
Актуальность работы заключается в том, что у всех детей возникает проблема, когда надо выучить большой объем информации. А играть всем детям нравится, поэтому я решил превратить скучное в интересное и увлекательное.
Объект изучения: физические тела разных веществ
Предмет изучения: плотности различных тел и способы их опреде-ления.
Методы исследования:
1. Изучение литературы и материалов сети Интернет;
2. Анализ результатов
Новизна работы состоит в возможности научиться чему-то новому.
Практическая значимость работы состоит в том, что она может быть использована обучающимися для повышения образовательного уровня.
Теоретическая часть
В толковом словаре русского языка Ожегова С.И. «плотность – это масса единичного объема вещества».
Разные вещества обладают различной плотностью. Плотность вещества зависит: от массы атомов, из которых оно состоит, и от плотности упаковки атомов и молекул в веществе. Чем больше масса атомов, тем больше плотность. В твердых телах атомы прочно связаны друг с другом и очень плотно упакованы. Поэтому вещество, находящееся в твердом состоянии имеет наибольшую плотность. В жидком состояние плотность упаковки атомов и молекул по-прежнему высока, поэтому плотность вещества находящегося в жидком состоянии не очень сильно отличается от твердого. В газах молекулы имеют очень слабую связь друг с другом и удаляются друг от друга на большое расстояние. Плотность упаковки очень низкая, соответственно, вещество в газообразном состоянии обладает небольшой плотностью. При переходе вещества в газообразное состояние его плотность уменьшается примерно в 1000 раз.
Плотность одного и того же вещества в твердом, жидком и газообраз-ном состоянии различна. [4]
Основываясь на данных глубоких обзоров галактик, можно определить и среднюю плотность вещества во Вселенной. Самую большую плотность во Вселенной имеют черные дыры (13 EMBED Equation.3 14151014 кг/м3) и нейтронные звезды (13 EMBED Equation.3 14151011 кг/м3). Самую низкую плотность имеет межгалактическая среда (13 EMBED Equation.3 141510-33 кг/м3) В астрономии большое значение имеет средняя плотность небесных тел, по ней можно приблизительно определить состав этого тела. Земная кора состоит из слоев вещества различающихся по плотности. Средние значения плотности земной коры и Земли в целом составляют, соответственно, 2700 и 5520 кг/м3. [5]
Чтобы определить плотность вещества, надо массу тела разделить на его объем. Следовательно, плотность есть физическая величина, равная отношению массы тела к его объему.
13 EMBED Equation.3 1415
Единицей плотности вещества является 13 EMBED Equation.3 1415. Это плотность однородного вещества, масса которого равна 1 кг при объеме 1 м3.
Плотность часто выражают в граммах на кубический сантиметр 13 EMBED Equation.3 1415 [1 ]
Ареометр (или иначе плотномер) - это прибор в виде стеклянного поплавка с измерительной шкалой и грузом (внизу), предназначенный для измерения плотности жидкостей и сыпучих тел. Ареометр опускается в жидкость, плотность которой необходимо изме-рить. Принцип действия ареометра основан на законе Архимеда. В зави-симости от плотности жидкости сила Архимеда будет различна, и арео-метр будет погру-жаться в разных жидкостях на разную глубину.
Историки науки считают, что ареометр как прибор для проведения измере-ний изобрела Гипатия – знаменитая женщина-ученый, астроном, математик и философ, глава Александрийской школы. [3]
Плотность является табличной величиной, то есть почти все значения для различных веществ, находящихся в разных агрегатных состояниях, уже просчитаны и размещены в специальных таблицах. Но если такой таблицы нет под рукой, не составит труда рассчитать самостоятельно плотность данного вещества.
Практическая часть
Цель работы: научиться экспериментально определять плотность твердого тела разными способами. Я воспользовался мензуркой, отливным сосудом и линейкой для определения объемов тел, рычажными весами – для определе-ния массы. ( Приложение 1)
Исследование №1. Определение плотности масла (Приложение 2)
Для того чтобы рассчитать плотность веществ необходимо определить массу и объем. Массу можно узнал по этикетке, а с помощью линейки длину, высоту и ширину предмета измерил. Затем рассчитал объем и плотность веществ.
1. Масса масла m=200 г
2. Измеряю объем куска масла
a =7,4 см b = 2,9 см c = 9,7 см
V = abc = 7,4 см
· 2,9 см
· 9,7 см = 208,162 см3
3. Вычисляю плотность масла
13 EMBED Equation.3 1415
4. Выражаю плотность в 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
Исследование №2. Определение плотности молока (Приложение 3)
1. Определяю цену деления измерительного цилиндра
Цена деления 2 см3
2. Измеряю массу пустого измерительного цилиндра
m1 = 25 г
3. Используя измерительный цилиндр, определяю объем молока
V= 100 см3
4. Измеряю массу цилиндра с молоком
m2= 128,1г
5. Масса молока равна
m= m2 – m1 =103,1г
6. Вычисляю плотность молока
13 EMBED Equation.3 1415
Выражаю плотность молока в 13 EMBED Equation.3 1415.13 EMBED Equation.3 1415.
Это плотность цельного молока. Расчитал также плотность обезжиренного молока (после пропускания молока через сепаратор) и в этом случае плотность получилась равна 13 EMBED Equation.3 1415.
Из источников узнал, что плотность заготовляемого молока определяют не ранее, чем через два часа после дойки, так как плотность только что выдоенного молока ниже из-за наличия в нем газов и температуры. Плотность молока зависит от его химического состава. (Источник: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ])
Исследование №3
Для того чтобы определить плотность веществ, достаточно посмотреть на этикетку, где есть информация, необходимая для расчета плотности, т.е. масса вещества и объем. (Приложение 4)
1) Масса подсолнечного масла составляла 828 г, объем 900м л или 0,9*10-3м3
13 EMBED Equation.3 1415 кг
13 EMBED Equation.3 1415 м3
13 EMBED Equation.3 1415 кг/м3
2) Масса майонеза m= 0,8 кг
объем V= 820*10-6 м3.
Плотность майонеза 13 EMBED Equation.3 1415 кг/м3
Исследование №4. Определение плотности овощей и фруктов
Для определения плотности веществ понадобились весы и мензурка с водой. Чтобы узнать объем тел произвольной формы, необходимо было их погружать в мензурку с водой. Объем вытесненной жидкости в мензурке был равен объему тела, погруженного в воду. Масса тел снова измерялась на весах. (Приложение 5)
Примечание: для определения объемов тел больших размеров можно воспользоваться не измерительным цилиндром, а стаканом с отливом.
1) Определение плотности картофеля
Масса картофеля m= 74,16 г.
ОбъемV= 72см3. При расчете плотность получилась равная 1,03г/см3.
13 EMBED Equation.3 1415г
13 EMBED Equation.3 1415 см3
13 EMBED Equation.3 1415 г/см3
2) Определение плотности лука
Масса лука m= 21,78 г.
Объем V= 22 см3.
Плотность 13 EMBED Equation.3 1415г/см3.
3) Определение плотности моркови.
Масса моркови m= 138,28 г.
Объем V= 134 см3.
При расчете плотность получилась равная 1,032г/см3.
13 EMBED Equation.3 1415 г/см3
4) Определение плотности апельсина
Масса апельсина m= 195 г.
Объем V=164 см3.
Плотность равна 1,19 г/см3.
13 EMBED Equation.3 1415 г/см3.
Плотность овощей и фруктов близка к плотности воды (плотность воды 1г/см3), поскольку в них содержится до 96 % воды от массы.
Отсюда и получились рекомендации для правильного хранения овощей и фруктов. Можно рекомендовать хранить овощи с плотностью ниже плотности воды: лук, чеснок в сухом месте (во избежание гниения).
Все овощи и фрукты необходимо хранить при температуре выше 0 0С (во избежание замерзания воды). Высушивание большинства овощей и фруктов позволит значительно сократить объем, массу и упростить условия хранения овощей и фруктов.

Заключение
Выполнив практическую работу, я научился определять плотности тел правильной и неправильной формы разными способами. Составил таблицу плотностей различных веществ (Приложение 6). Цели и задачи, которые обозначил, были достигнуты и решены. Для меня эта работа оказалась интересной и значимой. Повысился интерес к изучению физики и исследовательской работе.
Знания о плотности понадобятся в жизни. Потому что величина очень важна и для промышленности, и для строительства, и для сельского хозяйства.








Литература

1. Перышкин А.В. Физика .7 класс- 3-е изд., доп.- М.:Дрофа, 2014.- 224с.
2. Перельман Я.И.. Занимательная физика. В 2-х кн. Кн. 2 / Под ред. А.В. Митрофанова. – М.: Наука, 1986. – 272 с., ил.
3. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
4. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
5.Сайт: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]






















Приложение 1.
Оборудование



Весы с гирями учебные,
линейка



Измерительный цилиндр объемом 150см3, сосуд с отливом










Приложение 2.
Масло, майонез, подсолнечное масло































Приложение 3.
Молоко цельное и обезжиренное
















































Приложение 4.
Картофель, морковь, лук, апельсин











































































Приложение 5
Таблица плотностей
Название вещества
Плотность, кг/м3
Плотность, г/см3

Масло «Хозяюшка»
961
0,961

Майонез
978
0,978

Масло подсолнечное
976
0,976

Молоко цельное
1031
1,031

Молоко обезжиренное
1035
1,035

Картофель
1030
1,03

Морковь
1032
1,032

Лук
990
0,99

Апельсин
1190
1,19










13PAGE 15


13PAGE 141415





Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation Native