„Fizyka da się lubić” Wykonanie i realizacja Adam Stachurski i Kaja Surdy XXV LO im. Stefana Baczyńskiego w Łodzi

Czas – start ! Przygotowania rozpoczęliśmy od sporządzenia planu działania, uzgodnienia spotkań oraz od dokładnego przeczytania regulaminu i pomocy naukowych. Zgromadziliśmy potrzebne nam przedmioty takie jak: termometr, puszka, świeczki. Udało nam się szybko uzgodnić jak będzie wyglądała cała aparatura naszego doświadczenia. Zrobiliśmy to dosyć orientalnie. Kartki i długopisy przygotowane – zabraliśmy się do pracy.

Przygotowania

Realizacja

Wzory Wzór na ciepło wytwarzane przez świeczkę w czasie t: kΔQ = c ⋅m ⋅ΔT Wzór określający podane/ wywnioskowane dane w danym przedziale czasu: Wzór na zmianę energii w czasie, czyli moc: Wzór na szybkość ubywania mocy: Wzór na szybkość wytwarzania ciepła: Wzór na obliczenie współczynnika k:

Krok 1 Jako pierwszą „wzięliśmy wodę”. Dzięki specjalnej aparaturze, w której była umieszczona świeczka (oczywiście pamiętając o zasadach bezpieczeństwa oraz o tym, że żeby doświadczenie się powiodło musimy pamiętać o dopływie powietrza w miejscu gdzie jest znajduję się świeczka), oraz przygotowanym wcześniej rzeczom/ przedmiotom, szybko i sprawie rozpoczęliśmy „badania”. W puszcze znajdowało się 100 ml wody oraz zanurzony termometr, by szybko i sprawie kontrolować zwiększającą się temperaturę.

Krok 2 Ponawialiśmy próbę trzykrotnie by później wyliczyć z tego potrzebną nam średnią. Później mogliśmy zabrać się za pierwszy wzór, który będzie potrzebny w kilku obliczeniach. Otóż ΔQ / Δt umieściliśmy wraz ze wszystkimi danymi do tabeli numer 1. Ten wzór pojawi się również w tabeli numer 3.

Krok 3 Kolejnym ważnym elementem doświadczenia było zmierzenie masy świeczki w danym przedziale czasu oraz wyliczenie z tego średniej. Te wyniki pojawiają się w tabeli numer 2.

Fizyka też może być zabawna

Ciąg dalszy Po zgromadzeniu odpowiednich danych mogliśmy zacząć sporządzać notatki, diagramy, tabelki i dochodzić do wniosków. Czyż nie na tym polegają doświadczenia?

Tabela numer 1 t (s) T1 (oC) T2 (oC) T3 (oC) TŚR (oC) ΔQ / Δt 0.0 24.0 0.25 24.4 24.6 24.(3) 50.24 0.54 24.8 25.3 25.1 25.06 109.79 1.03 25.7 25.36 25.63 1.23 26.6 25.9 26.06 146.6

Tabela numer 2 m t1 t2 t3 tŚR 5g 10g 8 min 8min 29s 7min 52s 8min 33s 10g 8 min 8min 29s 7min 52s 8min 33s 15g 60min 59min 47s 61min 60min 12s 108min 107min 106min

Tabela numer 3 ΔQ / Δt qΔm / Δt k ------ 50.24 0.06 1480.5 109.82 0.005 3795.8 25.63 308.7 146.6 2826.2 141.10 0.02 1073.9 31.9

Adnotacja do tabeli numer 3 W środkowej kolumnie tabeli numer 3 znajdują się luki. Powodem luk jest problematyka z wartością Δm. Gdy wynosiła ona 0 liczenie dalej stawało się bezsensowne (wynik całego wzoru wynosiłoby 0).

Adnotacja do szacowania niepewności wyniku końcowego Zamiast zasugerowanej techniki podsumowania (szacowania niepewności wyniku końcowego) – krzywej Gaussa użyliśmy techniki odchylenia standardowego, oczywiście dzięki pomocy naszej nauczycielki od fizyki. Ze względu na zbyt małą liczę pomiarów, stwierdziliśmy, że ten sposób będzie bardziej logiczny. t - współczynnik rozkładu studenta

Adnotacja do błędu wyliczeń Większość wyników jest przybliżana bądź podawana do drugiego miejsca po przecinku. Przy tak dużych liczbach i wielu obliczeniach. Liczby niezmiernie się zmieniają. Dlatego uprzedzamy o możliwości różnych wyników przy sprawdzaniu naszej pracy.

Podsumowanie Głównym powodem wykonania tego doświadczenia było wyliczenie mocy świeczki. Wyników wyszło 5 gdyż tyle byliśmy wstanie po podstawiać wartości pod wzór. P1 = 1480.5 * 50.24 = 74380.32 P2 = 3795.8 * 109.82 = 416854.75 P3 = 308.7 * 25.63 = 7911.98 P4 = 2826.2 * 146.6 = 414320.92 P5 = 1073.9 * 141.10 = 151527.29

Dziękujemy za poświęconą uwagę Dziękujemy za poświęconą uwagę. Zachęcamy do nauki fizyki, ponieważ da się ją lubić! Adam Stachurski i Kaja Surdy