Homogén testnek nevezzük az olyan testet, amelynek minden része ugyanolyan tulajdonságú. ρ = m V.



Hasonló dokumentumok
Rugalmas állandók mérése

Rugalmas állandók mérése

TestLine - Fizika 7. évfolyam folyadékok, gázok nyomása Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. évfolyam folyadékok, gázok nyomása Minta feladatsor

28. Nagy László Fizikaverseny Szalézi Szent Ferenc Gimnázium, Kazincbarcika február 28. március osztály

Folyadékok és gázok mechanikája

HIDROSZTATIKA, HIDRODINAMIKA

7. Mágneses szuszceptibilitás mérése jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

2. Rugalmas állandók mérése

V átlag = (V 1 + V 2 +V 3 )/3. A szórás V = ((V átlag -V 1 ) 2 + ((V átlag -V 2 ) 2 ((V átlag -V 3 ) 2 ) 0,5 / 3

3. Az alábbi adatsor egy rugó hosszát ábrázolja a rá ható húzóerő függvényében:

FOLYADÉK BELSŐ SÚRLÓDÁSÁNAK MÉRÉSE

Folyadékok és szilárd anyagok sűrűségének meghatározása különböző módszerekkel

Rugalmas állandók mérése (2-es számú mérés) mérési jegyzõkönyv

Hidrosztatika. Folyadékok fizikai tulajdonságai

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Folyadékok és gázok mechanikája

Nehézségi gyorsulás mérése megfordítható ingával

1. Mit nevezünk egész számok-nak? Válaszd ki a következő számok közül az egész számokat: 3 ; 3,1 ; 1,2 ; -2 ; -0,7 ; 0 ; 1500

Az egyes feladatok részkérdéseinek a száma az osztály felkészültségének és teherbírásának megfelelően (a feladat tartalmához igazodva) csökkenthető!

Newton törvények, lendület, sűrűség

DÖNTŐ április évfolyam

Osztályozó, javító vizsga 9. évfolyam gimnázium. Írásbeli vizsgarész ELSŐ RÉSZ

Mechanika - Versenyfeladatok

Szilárd testek rugalmassága

Mit nevezünk nehézségi erőnek?

1. Mit nevezünk egész számok-nak? Válaszd ki a következő számok közül az egész számokat: 3 ; 3,1 ; 1,2 ; -2 ; -0,7 ; 0 ; 1500

Modern Fizika Labor. 2. Elemi töltés meghatározása

Hevesy György Kémiaverseny. 8. osztály. megyei döntő 2003.

Rugalmas állandók mérése

Bor Pál Fizikaverseny 2016/17. tanév DÖNTŐ április évfolyam. Versenyző neve:...

DINAMIKA ALAPJAI. Tömeg és az erő

Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória. J 0,063 kg kg + m 3

POROK TÖMÖRÍTETLEN ÉS TÖMÖRÍTETT SŰRŰSÉGE. Tömörítetlen sűrűség

2. Rugalmas állandók mérése jegyzőkönyv javított. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

A nagyobb tömegű Peti 1,5 m-re ült a forgástengelytől. Összesen: 9p

Oldatkészítés, ph- és sűrűségmérés

Felső végükön egymásra támaszkodó szarugerendák egyensúlya

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 8. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

KERESZTMETSZETI JELLEMZŐK

Bor Pál Fizikaverseny 2013/2014-es tanév DÖNTŐ április évfolyam. Versenyző neve:...

Forgatónyomaték, egyensúlyi állapotok Az erőnek forgató hatása van. Nagyobb a forgatóhatás, ha nagyobb az erő, vagy nagyobb az erő és a forgástengely

Jegyzőkönyv. hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálatáról (3)

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Mérés: Millikan olajcsepp-kísérlete

Méréstechnika. Hőmérséklet mérése

Figyelem! Csak belső és saját használatra! Terjesztése és másolása TILOS!

ÉPÍTÉSZETI ÉS ÉPÍTÉSI ALAPISMERETEK

1. előadás. Gáztörvények. Fizika Biofizika I. 2015/2016. Kapcsolódó irodalom:

FORGATTYÚS HAJTÓMŰ KISFELADAT

Mérési jegyzőkönyv. M1 számú mérés. Testek ellenállástényezőjének mérése

6. Oldatok felületi feszültségének meghatározása. Előkészítő előadás

EGYSZERŰ GÉPEK. Azok az eszközök, amelyekkel kedvezőbbé lehet tenni az erőhatás nagyságát, irányát, támadáspontjának helyét.

9. Laboratóriumi gyakorlat NYOMÁSÉRZÉKELŐK

Mérések állítható hajlásszögű lejtőn

A nyomás. IV. fejezet Összefoglalás

TÖBBFOGMÉRET MÉRÉS KISFELADAT

A mérés célkitűzései: A matematikai inga lengésidejének kísérleti vizsgálata, a nehézségi gyorsulás meghatározása.

(2006. október) Megoldás:

Tömegmérés stopperrel és mérőszalaggal

Newton törvények, erők

A felmérési egység kódja:

Oktatási Hivatal FIZIKA I. KATEGÓRIA. A 2016/2017. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő forduló FELADATOK

DÖNTŐ április évfolyam

AZ ALUMINUM KORRÓZIÓJÁNAK VIZSGÁLATA LÚGOS KÖZEGBEN

1. feladat Összesen: 7 pont. 2. feladat Összesen: 8 pont

Bor Pál Fizikaverseny, középdöntő 2016/2017. tanév, 8. osztály

Oldatkészítés, ph- és sűrűségmérés

Szakmai fizika Gázos feladatok

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

32. Hatvani István fizikaverseny Döntő. 1. kategória. 6. higanymilliméter 7. kalória 8. rőf 9. véka 10. arasz

Érettségi feladatok: Síkgeometria 1/6

A 2017/2018. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő forduló FIZIKA II. KATEGÓRIA JAVÍTÁSI ÚTMUTATÓ. Pohár rezonanciája

11. gyakorlat megoldásai

A mérés problémája a pedagógiában. Dr. Nyéki Lajos 2015

ÍRÁSBELI FELADAT MEGOLDÁSA

TABLETTÁK ÉS KAPSZULÁK SZÉTESÉSE

7. Mágneses szuszceptibilitás mérése

Labor elızetes feladatok

Egy háromlábú állvány feladata. 1. ábra forrása:

9. Fényhullámhossz és diszperzió mérése jegyzőkönyv

Ivóvíz savasságának meghatározása sav-bázis titrálással (SGM)

Szélsőérték feladatok megoldása

MATEMATIKA a 8. évfolyamosok számára. Mat1 JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Ábragyűjtemény levelező hallgatók számára

58. ročník Fyzikálnej olympiády v školskom roku 2016/2017 Okresné kolo kategórie F Texty úloh v maďarskom jazyku

Mikroszkóp vizsgálata Folyadék törésmutatójának mérése

Kalkulus. Komplex számok

Nyomás. Az az erő, amelyikkel az egyik test, tárgy nyomja a másikat, nyomóerőnek nevezzük. Jele: F ny

KÖRNYEZETVÉDELMI- VÍZGAZDÁLKODÁSI ALAPISMERETEK

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 7. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

A következő keresztrejtvény minden helyes megoldása 1-1 pontot ér. A megfejtés + 1 pont. Így összesen 15 pontot szerezhetsz a megfejtésért.

Trigonometria. Szögfüggvények alkalmazása derékszög háromszögekben. Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Matematika Tanszék 1

11. gyakorlat megoldásai

MUNKAANYAG. Szabó László. Hogyan kell U csöves manométerrel nyomást mérni? A követelménymodul megnevezése: Fluidumszállítás

Kezelési útmutató. Helyiséghőmérsékletszabályozó. 24/10 (4) A~ nyitóval és be/kikapcsolóval

Kompetencia Alapú Levelező Matematika Verseny

Műveletek egész számokkal

2. Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Paperfox EVV-3 papír élvédő vágó. Kezelési utasítás

Átírás:

SZILÁRD TESTEK SŰRŰSÉGÉNEK MÉRÉSE 1. Elméleti háttér Homogén testnek nevezzük az olyan testet, amelynek minden része ugyanolyan tulajdonságú anyagból áll. Homogén például az üveg, a fémek, a víz, a lufiba zárt levegő. (Nem homogén például a víz-olaj keverék és a szivacs.) Egy homogén test ρ sűrűségén a test m tömegének és V térfogatának hányadosát értjük: ρ = m V. 2. A mérés leírása A mérés során különféle fémek sűrűségeit határozzuk meg kétféle módszerrel: közvetlenül és Mohr-Westphal mérleggel. Közvetlen módszer Ebben az esetben a test sűrűségét közvetlenül a test tömegének és térfogatának mérésre vezethetjük vissza. A szabályos téglatest illetve körhenger alakú próbatestek méreteinek megmérésével meghatározhatjuk térfogataikat, majd analitikai mérleggel (1.ábra) megmérjük a próbatestek tömegeit (2.ábra). A sűrűség ezekből az adatokból megkapható. Sűrűségmérés Mohr-Westphal mérleggel A módszer azon alapszik, hogy a térfogattal arányos felhajtóerőt, akárcsak a tömeggel arányos súlyt, ugyanazzal a mérleggel mérjük a szilárd testek sűrűségének meghatározásánál. A test súlyának mérésekor a mérlegre mind a súlytányért, mind a merülőtányért felakasztjuk (3. ábra). 1

A merülőtányérra ható felhajtóerőt egy speciális kiegyenlítő súllyal kompenzáljuk. A mérleg ebben az esetben akkor lesz egyensúlyban, ha súlytányéron lévő tömeg összesen 20g (4.ábra). Ha tehát egy 20g-nál kisebb tömegű, kis méretű hengert a súlytányérra helyezzük, és a mérleget sikerül egyensúlyba hoznunk a henger mellé rakott súlyok segítségével, a kis henger tömegét a 20g-ráhelyezett súlyok tömege g-ban segítségével számolhatjuk. (5.ábra) Ha ezek után a kis hengert a merülőtányérra helyezzük, de a mérleg egyensúlyba hozásához szükséges súlyokat a súlytányéron hagyjuk (6.ábra), akkor a minta tömegéből adodó forgatónyomaték az előzőek alapján már ki van egyenlítve. A mérleg egyensúlya mégis felborul, mivel a minta most már vízben van, így a V térfogatú mintára F fel felhajtóerő hat: F fel = V vg, ahol v a víz sűrűsége. (A felhajtóerőről bővebb magyarázat a Folyadékok sűrűségének mérésének elméleti hátterében található.) 2

A mérleget úgy készítették, hogy a legnagyobb lovas súlya megegyezik 10ml 20 o C-os desztillált víz súlyával. Így ha a tíz egyenlő távolságra lévő osztást tartalmazó kar tizedik vájatába tesszük a lovast, akkor a mérleg egyensúlyba kerül. A többi lovas súlya a legnagyobb lovas G súlyának tized, század, illetve ezred része. Így ha a mintára ható felhajtóerőt kiegyensúlyoztuk a lovasokkal, akkor a minta térfogata a forgatónyomatékokból számítható. Legyen például a legnagyobb lovas a 4. vájatban, a második legnagyobb lovas a 6. vájatban, a harmadik lovas pedig az 1. vájatban. Elegendő a lovasok súlyából adódó forgatónyomatékot és az F fel felhajtóerőből származó forgatónyomatékot vizsgálni. Két szomszédos vájat távolságát k-val jelölve az eredő forgatónyomaték Innen 0 = G4k + 1 10 G6k + 1 100 G1k F fel10k. F fel = 0, 461G. Mivel G éppen 10 ml 20 o C-os desztillált víz tömege, ezért A mintára ható felhajtóerő ugyanakkor G = 10cm 3 v20 g. F fel = V vg, amiből ha a desztillált víz hőmérséklete 20 o C-os, azaz v20 = v, akkor V = 10cm 3 0, 461 = 4, 61cm 3. A tömeg és a térfogat hányadosából már számolható a sűrűség. Ez utóbbi módszer talán bonyolultabbnak tűnik a közvetlen módszernél, ám a Mohr-Westphal mérleggel tetszőleges alakú test térfogata és tömege és ezáltal sűrűsége is mérhető. 3. A mérés menete A Mohr-Westphal féle eszköz egykarú mérleg (7. ábra). A mérleg doboza egyúttal a mérlegasztal is. A háromlábú talpon álló 2 mérlegoszlopból a 3 betétrúd kiemelhető és a méréshez legmegfelelőbb magasságban rögzíthető. A mérleg összeállításakor a mérlegoszlopot függőlegesre állítjuk be a talpazat állító csavarjainak segítségével. A mérlegkar finoman csiszolt, keményacél ék és ágyazat segítségével fekszik fel a mérleg tartószerkezetére. A tartó egyik végén van a skála. A mérlegkar skála felőli, rövidebbik részének végén találjuk a 8 durvabeállító súlyt a skálára irányuló mutatóval, a hosszabbik rész végén pedig a 9 finombeállító anyacsavart. Az érzékenység-szabályozó 10 csavar a fő él felett található. 3

LABORATORIUMI FELSZ. GYARA BUDAPEST o3 8 6 10 1 tartó doboz 2 mérlegoszlop 9 3 betétrúd 4 recézett csavar a betétrúd állításához 5 talpazat állító csavar 6 mérlegkar 12 13 11 7 mérlegkar ágyazat tartó 7 8 durvaállító ellensúly 3 14 9 finomállító tárázó csavar 10 érzékenység-szabályozó csavar 11 kengyel 4 12 súlytartó 13 súlytányér 14 merülõtányér 2 5 1 Szilárd testek sűrűségének méréséhez a kengyel alsó horgába a súlytányért, az alá pedig a merülő tányért akasztjuk. Ha a súlytartó tányérra a 20 g-os súlyt feltesszük, a mérlegnek egyensúlyba kell kerülnie. Ha az egyensúly mégsem állna be, akkor a 9 állítócsavar, vagy esetleg a 8 durvaállító súly segítségével állítsuk be a mérleg egyensúlyi helyzetét. A mérés során a továbbiakban a 8 és a 9 valamint az 5 csavarokat elállítani nem szabad, mert akkor a mérleg nem működik helyesen. Ha most a merülő tányért 20 o C-os desztillált vízbe merítjük, akkor az egyensúly a tányérra ható felhajtóerő miatt felborul. Ezt a felhajtóerőt a kengyelre akasztott, speciális kiegyenlítősúllyal kompenzálhatjuk ki. A Mohr-Westphal mérleget rendszerint helyesen beállítva, mérésre kész állapotban találjuk a mérőhelyen, és nincs szükség a fentiekben leírt műveletek elvégzésére. A Mohr-Westphal mérleggel történő méréskor a vizsgálandó szilárd anyagot, (amelynek 20g-nál kevesebbnek kell lennie, ami csak a legkisebb korongnál teljesül), először a súlytányérra helyezzük, és a mérleghez tartozó súlysorozat alkalmazásával a mérleget kiegyensúlyozzuk. Ezzel a minta tömegét meghatároztuk, ugyanis ez a tömeg a felrakott ismert súlyok tömegével együtt éppen 20g-ot tesz ki. A pontos tömeg meghatározáshoz a skálaértékekre is szükség van. Ezután, az előzőkben felrakott súlyokat a mérlegen hagyva, a mintát csipesszel áttesszük a 20 o C-os vízben lévő merülő tányérra, és a mérleget, amely a mintára ható felhajtó erő miatt megint kiegyenlítetlen lett, most lovasok felrakásával ismét kiegyensúlyozzuk. Ismerve a vizsgálandó anyag tömegét, továbbá a lovasok nagyságából és helyzetéből közvetlenül adódó térfogatot, a sűrűség kiszámítható. (A legnagyobb lovas pontosan 10 cm 3 20 o C-os desztillált víz súlyával egyenértékű, ha éppen a mérlegkar végére, a 10-es helyiértékűnek veendő horgára van akasztva, a kisebb lovasok pedig ennek tized, század, ezredrészei. Ha a lovas nem a 10- es, hanem pl. a 7-es helyiértékű rovátkában van, akkor névleges értékének a hét tízed részét képviseli, stb.) Figyelem! A lovasokat nem szabad egymás mellé helyezni, mert az meghamisítaná az általa 4

gyakorolt forgató nyomatékot. Ehelyett, szükség esetén, a második vagy harmadik lovast az elsőnek felhelyezett lovas horgába kell tenni, mert így a lovasok súlyvonala a mérlegkar rovátkáján fog átmenni. Mérési feladatok 1. Mérjük meg tolómérővel a téglatest(ek) oldalait, és csavarmikrométerrel a nagyobb henger méreteit! Számítsuk ki a térfogataikat és a térfogatértékek bizonytalanságait! 2. Mérjük meg ugyanezen próbatestek tömegeit analitikai mérlegen, és határozzuk meg a tömegmérés hibáját!(az analitikai mérleg műszerbizonytalansága 1mg-nak vehető). 3. A kapott adatokból számítsuk ki a próbatestek sűrűségeit és adjuk meg a sűrűségek bizonytalanságait a hibaterjedés képletének a felhasználásával! 4. Az ugyanezen anyagokból készült rövidebb hengeres próbatesteken végezzük el a sűrűség közvetlen mérését Mohr-Westphal mérleggel. 5. Készítsünk eredménytáblázatot, amely tartalmazza a különböző anyagok különböző mérésekkel kapott sűrűségértékeit és azok hibáit. 6. A diszkusszióban vegyük kritikai vizsgálat alá méréseinket, vessük össze a különböző módszerekkel kapott eredményeket egymással, és táblázatokból kikereshető adatokkal is, és ennek alapján próbáljuk azonosítani a próbatestek anyagait. 5