1. Главная
  2. Библиотека
  3. Физика
  4. Семиклассника Юру попросили определить объём одной моне...
Решение задачи на тему

Семиклассника Юру попросили определить объём одной монетки и выдали для этого 24 одинаковые монеты и мерный цилиндр. Для проведения опыта Юра налил в цилиндр воду до уровня 56 мл, а затем стал кидать туда монетки, отмечая уровень воды и соответствующее

  • Физика
  • #Методы экспериментальной физики
  • #Астрономические приборы и измерения
Семиклассника Юру попросили определить объём одной монетки и выдали для этого 24 одинаковые монеты и мерный цилиндр. Для проведения опыта Юра налил в цилиндр воду до уровня 56 мл, а затем стал кидать туда монетки, отмечая уровень воды и соответствующее

Условие:

Семиклассника Юру попросили определить объём одной монетки и выдали для этого 24 одинаковые монеты и мерный цилиндр. Для проведения опыта Юра налил в цилиндр воду до уровня 56 мл, а затем стал кидать туда монетки, отмечая уровень воды и соответствующее количество монеток. Опустив в стакан 5 монеток, Юра заметил, что уровень воды расположился между отметками в 58 и 59 миллилитров; при 9 монетках - между 60 и 61 мл, а при 24 монетках - между 66 и 67 мл. На основании полученных Юрой результатов ответьте на следующие вопросы.
1) По результатам каждого из измерений определите объём монетки и оцените погрешность определения объёма монетки.
2) В каком из трёх экспериментов точность определения объёма монетки будет наибольшей?
3) Пользуясь результатами того из трёх измерений, которое позволяет определить объём монетки с наибольшей точностью, найдите массу одной монетки и оцените её погрешность.
Считайте, что плотность монетки равна 6,8 г/см точно.

Решение:

Для решения задачи будем использовать данные, полученные Юрой в ходе экспериментов.

Шаг 1: Опред...

    • Начальный уровень воды: 56 мл
    • Конечный уровень воды: между 58 и 59 мл
    • Изменение уровня воды: 58 - 56 = 2 мл (минимум) и 59 - 56 = 3 мл (максимум)
    • Объём одной монетки:
      • Минимум: 2 мл5=0.4 мл\frac{2 \text{ мл}}{5} = 0.4 \text{ мл}
      • Максимум: 3 мл5=0.6 мл\frac{3 \text{ мл}}{5} = 0.6 \text{ мл}
    • Погрешность: 0.60.4=0.2 мл0.6 - 0.4 = 0.2 \text{ мл}
    • Начальный уровень воды: 56 мл
    • Конечный уровень воды: между 60 и 61 мл
    • Изменение уровня воды: 60 - 56 = 4 мл (минимум) и 61 - 56 = 5 мл (максимум)
    • Объём одной монетки:
      • Минимум: 4 мл90.444 мл\frac{4 \text{ мл}}{9} \approx 0.444 \text{ мл}
      • Максимум: 5 мл90.556 мл\frac{5 \text{ мл}}{9} \approx 0.556 \text{ мл}
    • Погрешность: 0.5560.4440.112 мл0.556 - 0.444 \approx 0.112 \text{ мл}
    • Начальный уровень воды: 56 мл
    • Конечный уровень воды: между 66 и 67 мл
    • Изменение уровня воды: 66 - 56 = 10 мл (минимум) и 67 - 56 = 11 мл (максимум)
    • Объём одной монетки:
      • Минимум: 10 мл240.417 мл\frac{10 \text{ мл}}{24} \approx 0.417 \text{ мл}
      • Максимум: 11 мл240.458 мл\frac{11 \text{ мл}}{24} \approx 0.458 \text{ мл}
    • Погрешность: 0.4580.4170.041 мл0.458 - 0.417 \approx 0.041 \text{ мл}

Сравним погрешности:

  • При 5 монетках: 0.2 мл
  • При 9 монетках: 0.112 мл
  • При 24 монетках: 0.041 мл

Наибольшая точность определения объёма монетки будет при , так как погрешность наименьшая.

Используем результаты измерения с наибольшей точностью (24 монетки):

  • Объём одной монетки: 0.438 мл\approx 0.438 \text{ мл} (среднее значение между 0.417 и 0.458 мл)
  • Плотность монетки: 6.8 г/см36.8 \text{ г/см}^3

Теперь найдем массу одной монетки:

Масса=Объём×Плотность=0.438 мл×6.8 г/см32.9764 г \text{Масса} = \text{Объём} \times \text{Плотность} = 0.438 \text{ мл} \times 6.8 \text{ г/см}^3 \approx 2.9764 \text{ г}

Для оценки погрешности массы используем погрешность объёма:

  • Погрешность объёма: 0.041 мл0.041 \text{ мл}
  • Масса с учётом погрешности:
    Погрешность массы=0.041 мл×6.8 г/см30.2788 г \text{Погрешность массы} = 0.041 \text{ мл} \times 6.8 \text{ г/см}^3 \approx 0.2788 \text{ г}
  1. Объём монетки: 0.438 мл\approx 0.438 \text{ мл}, погрешность: 0.041 мл\approx 0.041 \text{ мл}.
  2. Наибольшая точность определения объёма монетки при .
  3. Масса одной монетки: 2.9764 г\approx 2.9764 \text{ г}, погрешность: 0.2788 г\approx 0.2788 \text{ г}.

Выбери предмет