Dane INFORMACYJNE Nazwa szkoły: Zespół Szkół im. Karola Marcinkowskiego w Ludomach ID grupy: 98/33_MF_G2 Kompetencja: MATEMATYKA I FIZYKA Temat projektowy: GĘSTOŚĆ MATERII Semestr/rok szkolny: semestr 2/ rok szkolny 2009/2010

Cele projektu Ogólne: kształcenie umiejętności samodzielnego korzystania z różnych źródeł informacji, gromadzenie, selekcjonowanie i przetwarzanie zdobytych informacji, doskonalenie umiejętności prezentacji zebranych materiałów, rozwijanie własnych zainteresowań, samokształcenie, wyrabianie odpowiedzialności za pracę własną i całej grupy, kształcenie umiejętności radzenia sobie z emocjami , godnego przyjmowania niepowodzeń i ich właściwej interpretacji. W zakresie rozwinięcia umiejętności pracy w grupach: układania harmonogramów działań, planowania i rozliczania wspólnych działań, przekonywania członków grupy do proponowanych rozwiązań w celu wspólnej realizacji planowanych działań, przewidywanie trudności w realizacji projektu i radzenia sobie z nimi.

Wprowadzenie Głównym zadaniem naszego projektu było poznanie pojęcia gęstości oraz własności różnych materii dotyczącej gęstości. Poznaliśmy podstawowe wzory. Stosowaliśmy je w obliczeniach, jakie były nam potrzebne w doświadczeniach. Przy tym wszystkim świetnie się bawiliśmy i z pewnością nie nudziliśmy. Nawet arkusz kalkulacyjny wydał nam się nieco przyjaźniejszy. Poniżej prezentujemy efekty naszej ciężkiej pracy.

Realizowane zadania projektowe Wszechświat; czarna dziura Gęstość-opis, definicja, wzory Układ SI i jednostki Poszukiwanie i rozwiązywanie zadań, doświadczenia- karta pracy, zaprojektowanie arkusza (problem Titanica) Mechanizm dźwigni Wycieczka na „Eurekę” Prezentacja projektu na forum szkoły

Definicja gęstości GĘSTOŚĆ - jest to stosunek masy pewnej porcji substancji do zajmowanej przez nią objętości

Wzór na gęstość d- gęstość m-masa V-objętość

Układ SI Dzisiaj większość uczonych i inżynierów z całego świata posługuje się najczęściej jednolitym systemem jednostek zwanym Układem SI . Układ ten wywodzi się z Francji, jeszcze z czasów Wielkiej Rewolucji Francuskiej. Jednostki wykorzystywane w badaniu gęstości na podstawie układu SI, to jednostki masy, długości, objętości i oczywiście gęstości

JEDNOSTKI MASY 1 kg = 100 dag         1 dag = 0,01 kg 1 kg = 1000 g          1 g = 0,001 kg 1 dag = 10 g            1 g = 0,1 dag 1 tona = 1000 kg      1 kg = 0,001 tony

JEDNOSTKI DŁUGOŚCI 1 dm = 10 cm      10 cm = 0,1 dm 1 m = 100 cm       1 cm = 0,01 m 1 m = 1000000 cm   1 cm = 0,000001 m 1 km = 1000 m     1 m = 0,001 km

JEDNOSTKI OBJĘTOŚCI 1 cm³ = 1000 mm³ 1 dm³= 1000 cm³ 1 m³ = 1000 dm³ 1 m³= 1000000 cm³ 1m³ = 100 cm³ 1 cm³ = 0,000001 m³

Jednostki gęstości

Przyrządy do pomiaru gęstości Zdjęcia: wikipedia

Przykładowe tabele gęstości CIAŁA STAŁE: (kg/m³) Aluminium (glin) 2720 Beton 1800-2400 Brąz 8800-8900 Chrom 6920 Cegła 1400-2200 Cyna (biała) 7200-7400 Cynk 7130-7200 Gips 2310-2330 Glina (sucha) 1500-1800 Guma (wyroby) 1100-1190 Kreda 1800-2600 Lód przy 0 °C 880-920 Magnez 1740 Ołów 11300-11400 Parafina 870-910 Piasek (suchy) 1550-1800 Potas 870 Siarka rombowa 2067 Skóra (sucha) 860 Srebro 10500 Stal 7500-7900 Śnieg 125 Szkło zwykłe 2400-2800 Tłuszcze 920-940 Wosk 950-980 Żelazo czyste (α) 7875 CIECZE: (w kg/m³, w 22 °C) aceton – 790 alkohol etylowy – 790 alkohol metylowy – 790 benzen – 880 benzyna – 700 eter etylowy – 716 krew ludzka – 1050 kwas azotowy – 1410 kwas octowy – 1050 kwas siarkowy – 1840 kwas solny – 1190 mleko – 1030 nafta – 810 oliwa – 920 olej rycynowy – 950 rtęć – 13546 toluen – 870 woda – 998 GAZY: (w kg/m³, w 20 °C) acetylen – 1,16 amoniak – 0,76 argon – 1,780 azot – 1,25 butan – 2,703 chlor – 3,21 chlorowodór – 1,64 deuter – 0,188 dwutlenek azotu – 2,05 dwutlenek siarki – 2,83 dwutlenek węgla – 1,96 etan – 1,32 fluor – 1,69 hel – 0,178 metan – 0,71 powietrze – 1,29 propan – 2,019 siarkowodór – 1,529 tlen – 1,43 tlenek węgla – 1,25 wodór – 0,08989

Przykładowe zadania /doświadczenia z gęstością jakie wykonywaliśmy Na wycieczce. Wystawa „Eureka”

Zadanie 1. Z jakiego metalu jest wykonana bryła o masie 135kg i objętości 50dm3? Dane: Szukane: M=135kg d=? V=50 dm3=0,5m3 Obliczenia: Po sprawdzeniu w tabeli okazuje się, że gęstość taką ma aluminium, więc bryła wykonana jest z aluminium.

Zadanie 2. Oblicz masę drewnianego klocka o wymiarach 5cm*2cm*1m. Dane: Szukane: a= 5 cm=0,05m m=? b=2cm=0,02m c=1m d drewna= 600 kg/m3 Objętość prostopadłościennego klocka oblicza się ze wzoru : V=a*b*c Przekształcając wzór na gęstość: d=m/V, otrzymuje się m=d*V, a więc m=d*a*b*c Obliczenia: m= 600 kg/m3 *0,05m*0,02m*1m m=600 kg/m3 * 0,001m3 m=0,6kg Odp. Masa drewnianego klocka wynosi 0,6kg. Nasza Karta pracy do doświadczenia

ZADANIE 3. Dlaczego Titanic zatonął? wikipedia wikipedia Titanic uważany był za niezatapialny statek. W czasie swego kilkudniowego rejsu natrafił na niepozorną górę lodową, która przyczyniła się do jego zatonięcia. Skoro taka niepozorna, to dlaczego taki kolos w starciu z nią przegrał?

Jak to możliwe, by GÓRA LODOWA nie tonęła? Okazuje się , że związane jest to z gęstością lodu i wody. Żeby ciało pływało w wodzie, jego gęstość musi być mniejsza od gęstości wody. Jeżeli wrzucimy do wody ciało o większej niż ona gęstości, to opadnie na dno. wikipedia Lód ma gęstość mniejszą niż woda, dlatego pływa po powierzchni (patrz tabela gęstości). Dodatkowo w wodzie morskiej jest sól, która powoduje jej zagęszczenie, a lodowce powstają z opadów atmosferycznych (czyli bez dodatku soli), co ułatwia im unoszenie na powierzchni

WNIOSEK Góra lodowa ma mniejszą gęstość niż woda, dlatego mimo uderzenia w nią statku nie zatonęła. Titanic zatonął, ponieważ nie zauważono tej części góry lodowej, która pływała pod powierzchnią. Uszkodziła ona kadłub nieznacznie, ale ponieważ statek był niesolidnie wykonany, napór wody powiększył dziury. Zawiódł system ratunkowy i opieszałość załogi. Zginęły 1504 osoby z 2208 płynących.

ZADANIE 4. CZYM NAPEŁNIĆ STALOWĄ KULKĘ, ABY NIE ZATONĘŁA W WODZIE, a pływała do połowy zanurzona? Przygotowaliśmy różne ciecze i badaliśmy ich objętość (taką, aby kulka pływała). Wyniki przedstawiliśmy na wykresie nazwa cieczy gęstość cieczy[kg/m3] objętość cieczy [m3] benzyna 720 0,02174 terpentyna 860 0,01819 olej 922 0,01696 woda 1000 0,01564 mleko 1030 0,01518 gliceryna 1258 0,01056 Wniosek 1. Im ciecz gęstsza, tym jej mniej należy wlać, aby kulka była do połowy zanurzona. Wniosek 2. Gdy chcemy zwiększyć zanurzenie kulki, należy wlać ciecz o większej gęstości.

Zdjęcia z zajęć i prezentacji projektu

PODSUMOWANIE I WNIOSKI Różne substancje mają różną gęstość. Zbudowane są z różnych atomów. Większość substancji zwiększa objętość przy wzroście temperatury. Ich gęstość ze wzrostem temperatury maleje. Większość substancji zwiększa objętość przy topnieniu. Ich gęstość podczas topnienia maleje. Wszystkie substancje silnie zwiększają objętość przy parowaniu. Dlatego gęstości typowych gazów są znacznie mniejsze od gęstości typowych cieczy. Żeby substancja pływała po powierzchni innej jej gęstość musi być większa od danej.

AUTORZY Adamska Dagmara Aniołek Adriana Bakiera Jakub Botorowicz Paulina Graś Mirosław Kozubal Lidia Osak Angelika Polcyn Joanna Rychlewska Angelika Stokłosa Monika Opiekun: Magdalena Nogalska

literatura www.wikipedia.pl www.interklasa.pl Fizyka i astronomia w gimnazjum, wyd. Nowa Era Fizyka, wyd. WSiP M.Pawlikowska, Fizyka, wyd. Pazdro Fizyka z komputerem, wyd. Helion