Как найти плотность с помощью весов? | Экспериментальная физика, опыты, весы | 7 - 11 класс
HTML-код
- Опубликовано: 3 сен 2019
- Видеоролик демонстрирует то, как с помощью электронных весов и стаканчика с водой определить плотность вещества. Что такое экспериментальная физика? Как найти плотность вещества с помощью весов? Как работают весы? Этот ролик ответит на все эти вопросы на примере одной из олимпиадных задач по физике. Подойдёт для всех школьников ( 7, 8, 9, 10 и 11 класс ), кому знаком такой раздел физики, как гидростатика. Экспериментальные задачи помогут вам научиться чувствовать физику!
Школа - это то, где обычно вы можете увидеть физические опыты и эксперименты, однако их можно провести и в домашних условиях, сделать экспериментальные установки своими руками. Научные эксперименты для детей? Эксперименты по физике? Всё это есть в этом видеоролике.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Разовая помощь для создания новых роликов (Яндекс.Деньги):
money.yandex.ru/to/4100161202...
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Кроме канала в RUclips я веду курсы в онлайн-школе «Фоксфорд» (foxford) для школьников и преподавателей физики. Их можно найти по ссылке mapenkin.ru.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Ссылки на мои курсы по физике:
1. mapenkin.ru/a - курс подготовки к перечневым олимпиадам для учащихся 10 и 11 классов
2. mapenkin.ru/c - курс подготовки к ЕГЭ по физике для учащихся 11 классов
3. mapenkin.ru/o - курс подготовки к ОГЭ по физике для учащихся 9 классов
К ним можно присоединиться в течение всего учебного года. Этот список пополняется с течением времени, поэтому старайтесь его периодически проверять.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Важно! До 23:59 30 сентября 2020 года промокод PENKIN10KURSY даёт 10% скидку на мои курсы по физике, а промокод PENKIN5KURSY даёт 5% скидку на все остальные курсы по различным предметам.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Ссылки на мои социальные сети:
Личная страница ВКонтакте: penkin
Группа ВКонтакте: mapenkin
Инстаграм: / mapenkin
Фейсбук: / ma.penkin
Твиттер: / mapenkin
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Для поиска этого и схожих видео используйте слова:
Пенкин физика
#mapenkin
#физика
#физикапенкин
#физикатеория
Два стакана воды. В первом стакане вода комнатной температуры, а во втором теплая. Теплая вода нагревает тензодатчик весов, изменяя его свойства в момент измерения. Скорее всего, простая схема термокомпенсации не успевает среагировать в момент измерения, например, потому что образуется градиент температуры через сам датчик.
Алексей прав. Он был первым, поэтому выиграл! Мы с ним уже поговорили, поэтому этот комментарий будет адресован всем подписчикам. На первый вопрос многие ответили правильно. Вода в стаканчиках имеет разную температуру. В первом стаканчике находится вода комнатной температуры, а во втором - горячая. На второй вопрос практически никто не ответил правильно, но правильные ответы были и это очень здорово! Если бы вы упомянули в качестве причины нагрев непосредственно самих весов, то я бы считал этот ответ верным. Все цеплялись к воде, а надо было - к весам. Подставка весов является металлической. Она греется очень сильно. На ощупь - прямо горячо! Соответственно нагревается тензодатчик, который находится под подставкой. Это приводит к уменьшению показаний электронных весов. Мы наблюдаем слишком стремительное уменьшение показаний весов, поэтому испарение не может являться основной причиной. Можно повторить этот опыт с крышкой, которая закрывает стаканчик, и наблюдаться будет ровно то же самое.
Как работают электронные весы? Наши основаны на использовании тензодатчиков для измерения силы, основанной на деформации гибкого тела. На подходящих местах тела приклеены чувствительные элементы - тензометры. Это что-то вроде резистивных элементов, электрическое сопротивление которых изменяет свое значение вследствие механической деформации (растяжения или сжатия). Действующая сила, таким образом, способствует изменению электрического сопротивления. Тензометры соединяются в мостовой схеме, так что небольшое изменение сопротивления приводит к изменению напряжения. Это изменение напряжения пропорционально изменению силы. Сила "градуируется" в единицах массы. В нашем случае может накладываться несколько эффектов. Во-первых, нагрев тензометров, как следствие изменение их сопротивления. Во-вторых, микродеформация тела, к которому приклеены тензометры. В-третьих, микродеформации самой подставки весов (между этой подставкой и корпусом нет никакого зазора). Что из этого даёт больший вклад я не знаю, но всё это можно объединить в одну причину, которую можно было назвать нагревом самих весов.
Нечестно,преподователям нельзя отвечать😚
Открываем рубрику "экспериментальная физика для школьников". Как вам видео? Пишите в комментариях :). Также я впервые провожу конкурс! Первый, кто правильно и развёрнуто ответит на два вопроса в конце этого видеоролика, получит скидку 50% на один из курсов физики ( mapenkin.ru ), которые я веду в школе «Фоксфорд». Как только появится победитель, я закреплю его комментарий под этим роликом. Если вы знаете ответы на эти вопросы, но вам не очень интересен приз, то было бы здорово, если бы вы предоставили возможность подумать другим :).
Чувствуются, что видео сделано с любовью, спасибо М.А
Спасибо огромное, очень интересно!
Отличный материал и классный способ изложения.
Спасибо огромное за видеоролики! Невероятно интересно смотреть и повторять опыт в домашних условиях :)
Самое невероятное - это именно повторение опыта в домашних условиях! К сожалению, не все экспериментальные задачи, по которым я буду делать ролики, можно будет воссоздать в домашних условиях, но большинство из них реализовать получиться! :)
Во втором стакане газировка. Пузырьки газа выходят их место заполняет вытесненная ранее пузырьками вода, что приводит к изменению показания весов
В первом стакане соль , которая препятствует испарению воды (поскольку вес стакана с водой больше первого и соль растворима , следовательно она сдерживает с соьой воду и не дает ей быстро испариться), а во втором стакане а сверху капнули мылом или еще чемто , что уменьшает поверхностное натяжения изза чего обычная вода быстрее испаряется
Мы наблюдаем крайне стремительное уменьшение массы. Вряд ли испарение могло настолько стремительно подействовать на показания весов.
Спасибо! Подробно и понятно и без мата и ни одного dislike!-) Редкое видео, жемчуг ю-туба! Детям сегодня покажу!
1) В первом стаканчике вода комнатной температуры, а в другом сначала налита горячая вода, а потом холодная.
2) Т.к. плотность холодной воды больше, чем горячей, то горячая вода будет постепенно подниматься наверх, а холодная будет опускаться вниз. Эти потоки воды и приведут к стремительным изменениям показаний весов.
С какой силой потоки воды будут действовать на стаканчик, с такой и стаканчик на воду. Эти силы являются внутренними и совершенно незначительными. Они уничтожатся и не дадут вклада на весы. Я прикрепил комментарий с правильным ответом. В нём я описал явление. Посмотрите :).
Второй вариант: во втором стакане вода температуры +4 градуса (максимальная её плотность в данном случае), в 1 - комнатная. Так как меняется температура воды во 2 стакане с 4, до 20-25, понятно, что плотность точно уменьшится
Вследствие изменения температуры будет незначительно меняться плотность и объём воды (расстояние между молекулами), но масса воды меняться не будет, ведь она определяется числом молекул, которое не изменяется. Я прикрепил комментарий с правильным ответом. В нём я описал явление. Посмотрите :).
Тогда, возможно во втором стакане, помимо высокой по сравнению с первым температурой, находится какое-нибудь растворимое соединение, которое серьёзно влияет на изменение температуры в нём. Может быть так, что примесь в воде второго стакана серьёзно понизила температуру кипения последней и поэтому эта вода и испаряется быстрее.
Нет, примесей нет. Тут время наблюдения очень маленькое. Испарение - это самая популярная версия сейчас, но оно не дало бы такое стремительное уменьшение показаний весов. Показания слишком быстро уменьшаются, чтобы дело было именно в испарении.
Невероятно интересно смотреть
Спасибо за видео!
МА может сделаете еще разборы каких либо заданий прошлых лет для 10 класса?Будет и для 7-9 полезно в будущем
Да, это хорошее предложение. Но на канале уже есть какие-то разборы, в частности, для 10-го класса. Посмотрите плейлист с разборами -> ruclips.net/video/mUByfGqcxHA/видео.html
Спасибо за эксперимент, мне кажется, что проблема именно в тензодатчике, а именно с изменением температуры изменяются свойства измерительного элемента, т.к. измерения с него(я так понимаю, там разность потенциалов на выводах элемента измеряется) "усиливаются", то и "изменение температуры" происходит быстро. Дополнительный аргумент: можно было наблюдать сначала "устойчивое" показание весов - нагревалась/охлаждалась поверхность весов, а затем заметное "изменение температуры", т.к. нагрев/охлаждение поступило на измерительный элемент...
Да, вы абсолютно правы! Всё дело в нагреве весов. Также мне очень понравился ваш дополнительный аргумент. Очень метко подмечено! К сожалению, на этот вопрос уже ответил чуть раньше Алексей. Я прикрепил его комментарий с правильным ответом. В нём я описал явление. Посмотрите :).
А будут эксперименты для 10/11/первый курс?
Как показывает опыт, эта задача подходит и для старших классов :). Будут разные и, в основном, для школьников, чтобы большую часть из них можно было повторить в домашних условиях.
Спасибо за видео! По поводу второго стаканчика, очень похоже на испарение, но я не уверен. Если в обоих стаканчиках действительно вода, то вероятнее всего температура во второй емкости выше, чем в первой
Да, в стаканчиках находится вода. Испарение не дало бы настолько стремительного уменьшения показаний весов.
Во втором стакане тёплая вода. Как известно, при охлаждении жидкости уменьшаются в объёме (как идеальные газы по закону Гей-Люссака). Из-за уменьшения температуры в результате теплообмена с окружающими веществами уменьшается её объём, что влечёт к уменьшению её массы и уменьшению показаний весов. В первом же стакане вода с момента начала эксперимента уже находится в состоянии теплового равновесия с окружающими веществами, поэтому её температура не изменяется и соответственно не изменяются её объём, масса и, отсюда, показания весов.
Артём, изменение температуры не влияет на массу воды. Оно влияет на плотность, как следствие, на объём. Но весы то регистрируют массу, а она, если верить весам, почему-то падает.
Теперь ставим второй стаканчик, который второй)))
Может в другом стакане газировка? Газы выходят, обьем уменьшается.
Волшебство какое-то
Ты Бог!
Здравствуйте МА)
Видно вы запотели над этим роликом
Спасибо за очень интересный контент)
Во втором стакане может что то испаряется хах(но там точно не жидкий азот,от него бы пар шел)
Я не эксперт в физике,но это мое предложение,или вы в него что то подсыпали, и оно там растворяется и уменьшает плотность,или дырочка с боку ахаахах(шуточка)
Еще раз спасибо за видео💪👍👍👍
Продолжайте в том же духе
Да, есть такое. Я ничего не подсыпал :). Дело в нагреве весов. Я прикрепил под видео комментарий с правильным ответом. В нём же я описал явление. Посмотрите :).
Возможно, во втором стаканчике насыпана соль, но как известно, соль увеличивает скорость теплообмена с окружающей средой, как следствие этому вода испаряется быстрее, а следовательно, и масса тоже быстрее уменьшается.
В воду я ничего не добавлял. После многочисленных комментариев про испарение я даже проверил это. В случае испарения показания не станут уменьшаться настолько быстро.
Возможно, в стаканчиках находится вода с разной температурой, в стаканчике с более горячей водой вода довольно быстро испаряется, происходит потеря массы, и как следствие этому показания весов довольно быстро уменьшаются, так как масса уменьшается.
Слишком стремительно уменьшаются показания электронных весов. Испарение может и происходит быстрее при большей температуре, но это не настолько быстрый процесс, чтобы так быстро уменьшались показания.
Замечательный урок. Спасибо. Этот метод применяют геологи. Как Вы думаете, почему его не применяют ювелиры?
Стаканчики отличаются тем, что в одном просто вода , а в другом вода смешанная со спиртом. Дело в том, что при смешивании воды со спиртом, мы получаем не смесь спирта и воды, а химическое соединение гидрат спирта, который отличается от воды своими физическими и химическими свойствами, молекула гидрата спита будет занимать меньший объем, чем молекула спирта и молекула воды в разъединенном состоянии. Именно поэтому масса так быстро уменьшается, потому что происходит образование другого вещества, которое при данных условиях имеет меньшую массу.
Интересная версия! Но у нас в каждый из стаканчиков налита вода, я про это сказал в видео.
В 1 стакане вода комнатной температуры. Во 2 стакане находится горячая вода. При нагревании воды, из-за теплового расширения, объём увеличивается. Возрастают расстояния между молекулами. Сжатие воды облегчается. Вода охлаждается, следовательно, уменьшается и обьём
Но электронные весы не показывают объём :)
@@mapenkin когда вода охлаждается, то её плотность увеличивается, обьём уменьшается. В следствии уменьшении объёма уменьшается и масса
@@arianakhrol8354 Весы массу измеряют (через вес). В опыте идет потеря массы (или веса).
@@mapenkin и идёт стремительная потеря веса
Стаканчики с водой отличаются тем, что в одном стакане вода простая, а в другом газированная. Как известно, газированная вода содержит газ, но газ со временем испаряется, покидает жидкость, как следствие этому показания весов изменяются.
Если бы вода была газированная, то, во-первых, было бы видно пузырики, а во-вторых, показания весов не уменьшались бы так стремительно :).
МА, и еще такой вопрос, я смотрел занятие курса по подготовке к ОГЭ по физике, занятие 2 по гидростатике и силе Архимеда (собственно оттуда я и пришел на это видео), там вы сразу начали определять силу Архимеда, давать ей определение, из определения, что она равна весу вытесненной воды выводить формулу pgh, но у меня возник основной вопрос, почему сила Архимеда то вообще возникает ? С чего бы это вдруг на тело, погруженное в жидкость начинает действовать какая-то сила со стороны жидкости ? Или это по типу - тело действует на жидкость - жидкость действует на тело ? Почему она вообще возникает то ?
И если смотреть на прошлое занятие по гидростатике, давлению, по идее же наоборот, когда тело погружается в жидкость, на него должно действовать давление со стороны жидкости, и чем оно ниже, тем больше столб жидкости и тем больше давление, которое должно (или не должно?) действовать на тело. А тут получается, что давление не действует (или опять же действует?) на тело, а наоборот, тело выталкивается из жидкости.
во втором спирт , но он не диссоциирует так как не является электролитом , а испаряется потому что его молекулы обладают большей кинетической энергией и меньшим молекулярным притяжением и поэтому молекулы спирта вылетают быстрее чем молекулы воды
ошибся , не кинетической а средне квадратичной скоростью , так как масса молекулы спирта меньше массы молекулы воды то по формуле три кота на мясо можно получить что при одинаковых температурах скорость молекул спирта будет больше , чем у молекул воды
@@romanustinov6072 В обоих стаканчиках находится вода :).
Думаю что в первом стакане обычная вода комнатной температуры , а во втором стакане вода при 0° или меньше, при такой температуре плотность воды равняется 999,8 кг/м³ , при низких температурах вода начинает замерзать превращаясь в лёд , плотность льда меньше плотности воды , если в обоих стаканчиках одинаковый объем воды , то тогда должна уменьшаться масса , что и происходит по показаниям весов .
Можно ещё вопрос , я так и не понял почему мы не можем трогать стенки и дно стаканчика ?
Будет меняться плотность и объём, но не масса. Масса не зависит от температуры. Трогать дно и стенки нельзя, потому что нам нужно, чтобы сила архимеда была направлена вверх и равнялась m_выт_воды*g. Направление или формула могут измениться, коснись дна или стенок.
Просто красава. Дойдёт даже до Буратины.
Происходит это потому, что в 1 стакане вода нагрета равномерно, а во втором неравномерно, из-за того, что в разных частях 2 стакана разная температура и плотность, то происходит перетекание жидкости, как следствие уменьшается давление на весы, и они показывают уменьшение массы, хотя масса неизменна.
Если предположить, что плотность воды меняется во втором стаканчике, то это не приведет к смене давления на дно, поскольку изменится объем, а стало быть и высота. Изменятся она так, что давление осталось неизменным, потому что это давление равно m_водыg/S, где масса воды не изменилась.
Причина уменьшения показания весов: ускоренная съемка. За это время некоторый объем воды успевает испариться, соответсвенно величина силы, действующая на весы, уменьшается. Так как с повышением температуры, испарение становится интенсивнее, предполагаю, что температура воды во 2 стаканчике больше температуры воды в 1 стаканчике.
Она действительно была ускорена, но на совсем чуть-чуть. Даже, если бы я оставил как было, мы наблюдаем слишком стремительное уменьшение показаний весов. Надо было накрыть стаканчик крышкой :)))). Основная причина состоит в другом.
супер⚖
Просто во 2 стаканчике маленькая дырка и вода немного вытекает)
Тогда бы мы видели понижение уровня. Дырок в стакане - нет.
В первом стакане вода комнатной температуры, во втором стакане горячая вода близкая к температуре кипения и она испаряется быстрее чем холодная потому что движение частиц в горячей воде быстрее чем в холодной
Скорость движения частиц не влияет на силу, с которой стаканчик действует на весы :). Я прикрепил под видео комментарий с правильным ответом. В нём же я описал явление. Посмотрите :).
А как определить массу тела, если оно лежит на дне стакана? Вычесть из массы воды с телом массу воды без тела?
Да вы художник!
Во 2 стакане наверное керосин или что-то, что быстро испаряется, из-за этого он и теряет массу
В каждый из стаканчиков налита вода :).
Я понял: там воды было одинаково, просто вы сначала сдавили стакан (подействовали на стенки 2 сосуда), и когда он выходил в нормальное состояние, вы и записали этот эффект, если верно, желаю лайк)
Лайк я поставлю в любом случае, потому что это оригинально :). Стенки быстро вернулись в исходное состояние. То, что мы наблюдали в видео, происходило уже после этого. Так что это не является причиной.
Ну конечно же разница этих стаканчиков в температурах у нас весы электрические и во втором случи из за боле высокой тепературы постипенно увиличивается сопротивление в схеме весов и показание весов постипенно уменшается
В принципе это правильный ответ! Всё дело в нагреве весов. К сожалению, на этот вопрос уже ответил чуть раньше Алексей. Я прикрепил его комментарий с правильным ответом. В нём я описал явление. Посмотрите :).
Ооо ну ладно спосибо но я конкретно сказал что именно сопративление увеличивается.
Нас с школе учили через 2 зеркала определять свой рост или что то такое
Запомнил только название)
Михаил Александрович, я не совсем понял, почему мы считаем, что масса погруженного тела = массе вытесненной воды ? Ведь это выполняется только в том случае, когда mg=Faрхимеда - условие плавания. А в ваших опытах на погруженные тела действовали еще силы помимо mg и Fа - сила натяжения нити, силы пальца, но при этом все равно вы считали, что масса вытесненной воды (Vвыт. * pводы) = массе тела (Pт*Vт), затем этого определяли объем тела и считали его плотность.
Мы действительно так считаем лишь когда сила Архимеда равна силе тяжести. В видео так и есть. Посмотрите внимательно :).
@@mapenkin 5:00 3) пункт. Куда у нас пропадает mg пальца ? Остается только Fпальца.
Разве должно быть не mg+Fп=Fа, вместо Fп=Fа ?
@@mapenkin Михаил, ответите, пожалуйста, на предыдущий комментарий. : )
@@user-or6zu1dn1w Дело в том, что Fп= Fтяж+прочие силы действующие на палец вертикально вниз. Корректнее было рассмотреть пример с телом плавающем в жидкости, тогда бы было всё просто Fтяж=Fарх
А вы случаем не устали ходить с таким микрофоном на голове, не хотели ли вы настольный микрофон?
С микрофоном, действительно, сплошные сложности, но пока нет возможностей решить эту проблему.
Господи,как же я бы хотел,чтобы ПЕНКИН вёл мои уроки в школе!😭
Вы в Чечне живете?
Стоп, я понял. Съемка со вторым стаканчиком ускорена! Поэтому испарение успевает изменить массу на несколько десятых!
Признаюсь, что действительно там немножко увеличил скорость воспроизведения, но совсем незначительно. Испарение не вызовет настолько стремительного падения показаний.
А когда вы скажете правильный ответ?
Максим, я прикрепил его комментарий с правильным ответом. В этом же комментарии я описал явление. Посмотрите :).
Спасибо большое! Очень интересно!
Ну конечно же разница этих стаканчиков в температурах у нас весы электрические и во втором случи из за боле высокой тепературы постипенно увиличивается сопротивление и показание весов постипенно уменшаются