1.

Prezentacja na temat: "1."— Zapis prezentacji:

1 1

2 DANE INFORMACYJNE: Gęstość materii ID grupy: NKP_ZD_MF_Sz_08
Lokalizacja: Szczecin, Wydz. Mat.-Fiz. US Kompetencja: Matematyczno-fizyczna Temat projektowy: Gęstość materii Semestr 1, rok szkolny: 2009/2010 2

3 Plan prezentacji Informacje wstępne – my i projekt O gęstości
Wybrani uczeni zajmujący się gęstością Wyznaczanie gęstości – z definicji – na podstawie prawa Archimedesa – korzystając z U-rurki Podsumowanie Literatura

4 Nasze pierwsze zajęcia na Uniwersytecie!!
W ramach projektu ,, Z fizyką, matematyką i przedsiębiorczością zdobywamy świat!’’ w naszym województwie zachodniopomorskim zostało wyłonionych 12 Naukowych Kół Projektowych, które będą prowadzone przez wykwalifikowaną kadrę Uniwersytetu Szczecińskiego. Projekt ten ma na celu rozwój kompetencji uczniów z zakresu matematyki, fizyki oraz przedsiębiorczości i wykorzystania ich w praktyce. Przed rozpoczęciem zajęć z uczniami przeprowadzona została rozmowa kwalifikacyjna oraz każdy z nich musiał wykonać test sprawdzający wiedzę. Pierwsze spotkanie naszej grupy odbyło się r. o godz Najpierw przedstawiliśmy się i poznaliśmy osobę prowadzącą - pana dr Tadeusza Molendę. Nasza grupa liczy 10 osób. 4

5 Do grupy należą: Karim Anani - Gimn. nr 6
Adam Bonikowski - Gimn. nr 29 Paulina Doruch - Gimn. nr 8 Dominika Drzastwa - Gimn. nr 31 Maciek Dziuniak - Gimn. nr 8 Oskar Gołdyn - Gimn. nr 35 Oskar Kasprzak - Gimn. nr 8 Karolina Rosiak - Gimn. nr 20 Ewa Walkowiak - Gimn. nr 29 Jakub Zalewski - Gimn. nr 8 5

6 Podzieliliśmy się funkcjami w grupie:
Liderem została Paulina Doruch, Zastępcą Adam Bonikowski, Kronikarzem Karim Anani, Zastępcą kronikarza Ewa Walkowiak, Pytający Mentora Jakub Zalewski 6

7 Na pierwszych zajęciach zapoznawaliśmy się.
Każdy uczeń przedstawił siebie oraz swoją szkołę. Następnie logowaliśmy się na stronie i uzupełniliśmy swoje dane. Wypełnialiśmy ankietę ewaluacyjną. Później każdy z nas rozwiązywał test. Dr Tadeusz Molenda zapoznał nas z tematem projektu, który brzmi ,, Gęstość materii’’. 7

8 porozumiewanie się w języku ojczystym;
Priorytetem współczesnej szkoły jest rozwój u uczniów kompetencji kluczowych, takich jak: porozumiewanie się w języku ojczystym; porozumiewanie się w języku obcym; kompetencje matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo-techniczne; kompetencje informatyczne; umiejętność uczenia się; kompetencje społeczne i obywatelski; inicjatywność i przedsiębiorczość; świadomość i ekspresja kulturalna. 8

9 www.demofiz.szc.pl , www.OF.szc.pl, www.dydaktyka.fizyka.szc.pl,
Jedną z propozycji podniesienia poziomu kompetencji kluczowych uczniów gimnazjów może stać się Szkolny Ruch Naukowych. Zajęcia w ramach tego ruchu będą realizowane w wykorzystaniem nowoczesnej i skutecznej metody projektu. Metoda ta jest przejawem nowoczesnego podejścia edukacyjnego, umożliwiającego uczniom realizację różnorodnych zadań w oparciu o wcześniej zdobytą – na lekcjach różnych przedmiotów i w rozmaitych sytuacjach – wiedzę i umiejętności, które będą im przydatne w dorosłym życiu. Dzięki realizacji zadań z wykorzystaniem metody projektu, każdy uczeń nauczy się samodzielności oraz pracy w zespole, logicznego myślenia, podejmowania decyzji. Te umiejętności pomogą mu w nauce i w pracy oraz w życiu codziennym. Pan Molenda podał nam różne strony internetowe, z których każdy z nas może korzystać aby poszerzać swoją wiedzę, a na jednej z tych stron pokazał nam bardzo ciekawe doświadczenia. Oto niektóre z nich: , . 9

10 m – masa ciała, V – objętość ciała.
O gęstości Gęstość - wielkość fizyczna oznaczana grecką literą ρ, która informuje nas ile masy danej substancji znajduje się w jednostce objętości. Definiujemy jako stosunek masy ciała danej substancji do jego objętości gdzie m – masa ciała, V – objętość ciała. Jednostka gęstości w układzie SI: Czasami stosuje się jednostkę g/cm3 przy czym do oznaczenia gęstości stosuje się też symbol d z angielskiego density. Wiele oznaczeń symboli fizycznych pochodzi z języka angielskiego m – masa, V – volume (objętość), F – force (siła), W – work (praca), P – power (moc), p – pressure (ciśnienie).

11 Gęstość wybranych substancji
Gazy (w normalnych warunkach) powietrze 1,185 kg/m3 tlen ,309 kg/m3 dwutlenek węgla 1,811 kg/m3 Ciecze etanol kg/m3 woda kg/m (dla 20oC) mleko kg/m3 Ciała stałe glin kg/m3 żelazo kg/m3 miedź kg/m3 srebro kg/m3 złoto kg/m3

12 Różne wartości gęstości
Jądro Ziemi kg/m3 Wnętrze Słońca kg/m3 Jądro atomu kg/m3 Gwiazdy neutronowe do 6·1018 kg/m3 Przestrzeń międzyplanetarna kg/m3 Przestrzeń międzygalaktyczna kg/m3

13 Wybrani uczeni zajmujący się gęstością

14 Archimedes ( (ok r. p.n.e.) Najwybitniejszy fizyk i matematyk starożytnej Grecji, jeden z największych uczonych starożytności, pochodzący z Syrakuz na Sycylii. Opracował wzory na pole powierzchni i objętość walca, kuli i czaszy kulistej oraz rozważał objętości paraboloidy, hiperboloidy i elipsoidy obrotowej. Poprawnie oszacował wartość liczby π, którą oznaczył pierwszą literą greckiego wyrazu "perímetros" - obwód koła. Znane są jego prace z hydrostatyki, hydrodynamiki, wynalazki jak śruba Archimedesa. Powszechnie znana jest legenda o sprawdzeniu czy korona króla Hierona była szczerozłota.

15 Karl Friedrich Mohr John William Strutt
(ur zm.1879) Niemiecki farmaceuta i chemik. Wynalazł sól zwaną solą Mohra. Twórca i konstruktor wagi do oznaczania ciężaru właściwego cieczy noszącej od jego nazwiska nazwę wagi Mohra. Za pomocą tej wagi można wyznaczyć gęstość cieczy. John William Strutt (ur – zm. 1919) Brytyjski fizyk, profesor uniwersytetu w Cambridge i Londynie. Prowadził prace dotyczące teorii fal sprężystych. W 1904 r. otrzymał nagrodę Nobla za badanie gęstości najważniejszych gazów i wynikłe z tych badań odkrycie argonu.

16 Wyznaczanie gęstości Teoretycznie wyznaczenie gęstości ciała stałego nie powinno przedstawiać żadnego problemu. Należy znać masę ciała i jego objętość, a następnie do obliczenia skorzystać ze wzoru :  = m/V. Masę wyznaczaliśmy na wadze z dokładnością do 0,1 g lub g.

17 Wyznaczanie objętości
Dla regularnych brył takich jak sześcian, kula czy walec, objętość łatwo jest wyznaczyć dokonując niezbędnych pomiarów wymiarów geometrycznych linijką, suwmiarką itp. Dane pomiarowe dla ciał o kształcie prostopadłościanu zapisywaliśmy na tablicy

18 Niepewność pomiarowa Każdy pomiar obarczony jest niepewnością pomiarową. Mierząc linijką lub miarką przyjęliśmy że niepewność pomiarowa długości boku jest równa najmniejszej podziałce. W przypadku objętości, która jest równa iloczynowi boków prostopadłościanu mieliśmy policzyć objętość minimalną i maksymalną . Niepewność pomiarowa objętości jest równa większej z wartości z bezwględnej różnicy z objętością – zapis na zdjęciu na tablicy. Podobnie należało postąpić dla wyzna- czenia niepewności pomiarowej gęstości. Sposób ten został nazwany NKP (najmniej korzystnego przypadku). Inny z przedstawionych sposobów – prawo przenoszenia względnych niepewności pomiarowych.

19 Obliczenia dla aluminiowego klocka
Obliczenia realizowaliśmy w arkuszu kalkulacyjnym Dane: Obliczenia: a = 3,0 cm ρ = m/V b = 3,0 cm c = 4,3 cm V = a·b·c m = 105 g V = 3 cm · 3 cm · 4,3 cm V = 38,7 cm³ Szukane: ρ = 105 g/38,7 cm³ ρ = ? ρ = 2,7 g/cm³ Wartość ta po porównaniu z danymi tablicowymi odpowiada gęstości aluminium. a b c V Vmax Vmin m ρ 1. 3,0 4,3 38,7 37,7 39,7 105 2,71g/cm³

20 Obliczenia z arkusza kalkulacyjnego odniesione do wartości tablicowej
Lp m a b c V ρ metal g cm cm³ kg /m³ 1 152,0 3,0 2,2 19,8 7677 żelazo 7800 1,6% 2 150,7 7611 2,4% 3 120,7 2,5 1,5 4,2 15,8 7663 1,8% 4 209,8 27 7770 0,4% 5 23,1 1,1 1,9 8,8 2632 aluminium 2700 2,5% 6 1,0 4,3 8,0 2890 7,0% 7 105,1 38,7 2716 0,6% 8 41,7 2648 1,9% 9 10 212,1 8,7 78,3 2709 0,3%

21 Wybrane zadania, które wykonaliśmy w domu

22 Gęstość płynu do płukania „Lenor” (Dominika):
Lenor mL = 75 dm3 masa = 0,7 kg r = m/V r = 0,7kg/75dm3 r = 0,9(3) kg/dm3 r = 0,93 kg/dm3 (w zaokrągleniu) r = 930 kg/m3 22

23 Gęstość papieru z ryzy papieru (Karim):
Dane: m = 3 kg V = 30 cm · 21cm · 5,2 cm Szukane: ρ = ? Rozwiązanie: V = 3276 cm3 = 0, m3 ρ = m/V ρ = 916 kg/m3 Odp. Gęstość papieru z ryzy papieru wynosi około 920 kg/m3. 23

24 Nasze Drugie zajęcia na Uniwersytecie!!
Drugie zajęcia odbyły się r. Na których przydzieliliśmy dla każdego z nas zadania do prezentacji. Wypełnialiśmy jeszcze raz ankiety. Wykonywaliśmy zadania sprawdzające do poprzednich zajęć, doświadczenia oraz nowy test wiadomości. 24

25 Pan dr Molenda mówił nam o termometrze Galileusza oraz o aerometrze i wyjaśnił nam jak one działają. Mówiliśmy też o nurku Kartezjusza, który opada na dno przy zwiększaniu ciśnienia. Aerometrem zmierzyliśmy gęstość wody Termometr Galileusza – wykorzystuje zmiany gęstości cieczy w zależności od temperatury. 25

26 Wyznaczanie gęstości ciała stałego na podstawie prawa Archimedesa
Pan dr Molenda przedstawił nam jak należy wyznaczyć gęstość ciała na podstawie prawa Archimedesa. Zapis wyprowadzeń jest na zdjęciach tablicy: Dla ciała (prostopadłościan, walec), które pływa Dla ciała całkowicie zanurzonego

27 Do doświadczenia użyliśmy siłomierza tarczowego i cylinder miarowy z wodą. Zawiesiliśmy ciało na siłomierzu i odczytywaliśmy ciężar Q. Następnie zanurzyliśmy ciało całkowicie w wodzie i odczytaliśmy nowe wskazanie siłomierza F, które jest mniejsze od Q o działającą w górę siłę wyporu. Wykonując doświadczenie otrzymaliśmy dane na podstawie których obliczyliśmy gęstość metalu zanurzonego ciała w wodzie. Po porównaniu z danymi tablicowymi dla wartości kg/m3 przyjęliśmy, że faktycznie te ciała - kula i sześcian zostały wykonane z aluminium.

28 Wyznaczanie gęstości cieczy za pomocą naczynia w kształcie litery U
Pan dr Molenda przedstawił nam jak można wyznaczyć gęstość cieczy niemieszającej się korzystając z tzw. U-rurki. Zapis wyprowadzeń jest na zdjęciu tablicy.

29 Adam i Oskar robili doświadczenie z U-rurką.
Postępowanie: Do U-rurki nalaliśmy wodę a następnie olej jadalny. Wysokość słupka oleju była większa niż wody co oznacza, ze gęstość oleju jest mniejsza niż wody. Doświadczenie sprowadza się do odczytania wysokości słupów obu cieczy mierzonych powyżej poziomu zetknięcia tych cieczy. Korzystamy z warunku równowagi dwóch nie- mieszających się cieczy w naczyniach połączonych czyli hw w = hol ol Otrzymaliśmy hw = 21,0 cm, hol = 27,5 cm Zatem ol = 764 kg/m3 Ewa, która wyznaczała wartość oleju jadalnego w domu otrzymała ją równą 800 kg/m3. Obie wartości różnią się niewiele od siebie – ok. 3% od ich wartości średniej. 29

30 Ważny wniosek ! Jeżeli do naczynia nalejemy ciecze
niemieszające się o różnej gęstości, to ułożą się w takiej kolejności, że na górze znajdzie się ciecz o najmniejszej gęstości, zaś na dole – o największej gęstości.

31 Podsumowanie Zajęć. Udział w zajęciach projektu ,, Z fizyką, matematyką i przedsię- biorczością zdobywamy świat!” są przydatne – rozwijają wiedzę i umiejętności, poznaje się nowe wzory i obliczenia. Te zajęcia są prowadzone w ciekawy, nowoczesny i interesujący sposób. Dzięki tym zajęciom można nauczyć się samodzielności, logicznego myślenia, pracy w grupie, podejmowania decyzji. Na tych zajęciach wykonaliśmy ciekawe doświadczenia i zadania, które może przydadzą nam się w szkole między innymi: prawo przenoszenia względnych niepewności pomiarowych, obliczenie gęstości klocków metalowych, ryzy papieru, substancji sypkich i cieczy, wiemy co to termometr Galileusza, nurek Kartezjusza. Mamy nadzieję, że dzięki tym zajęciom będziemy lepsi z fizyki oraz matematyki, a te zdobyte umiejętności pomogą mi lepiej napisać test gimnazjalny, który będziemy pisać za dwa lata oraz pomogą nam na maturze, może nawet w pracy. 31

32 Nasze zajęcia były bardzo ciekawe.
Pan dr Molenda w sposób interesujący wprowadza nas w świat fizyki. Cała grupa chętnie ze sobą współpracuje. 32

33 Do prezentacji korzystano między innymi
Z podręczników szkolnych Z tablic fizyczno-astronomicznych M.Halaunbrenner – Ćwiczenia praktyczne z fizyki - kurs podstawowy. WSiP, Warszawa 1974

34 34