Temat: Gęstość materii Projekt ,,Z FIZYKĄ, MATEMATYKĄ I PRZEDSIĘBIORCZOŚCIĄ ZDOBYWAMY ŚWIAT!!!” współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Temat: Gęstość materii Opiekun: Monika Piękna Kompetencja Fizyka i Matematyka Gimnazjum w Gołuchowie Grupa 98/81_MF_G1

Uczestnicy grupy podstawowej: - Konstancja Balcer - Monika Bałoniak - Monika Duczka - Anna Filipowicz - Joanna Klaczyńska - Kasia Skąpska - Klaudia Składnikiewicz - Magdalena Urbaniak - Mateusz Walendowski - Aleksandra Walerowicz

Uczestnicy grupy rezerwowej: -Błażej Wasiewicz -Mateusz Pływaczyk -Damian Szczepański

Plan prezentacji: 1. Definicja gęstości i jej jednostka 2. Wykorzystanie gęstości w życiu codziennym - prawo Archimedesa - siła ciężkości - pływanie i tonięcie ciał 3. Wpływ temperatury na gęstość 4. Podział ciał ze względu na gęstość 5. Badanie gęstości- doświadczenia 6. Doświadczenie pokazowe 7. Wnioski

1. Definicja gęstości i jej jednostka Gęstość (masa właściwa) – jest to stosunek masy pewnej porcji substancji do zajmowanej przez nią objętości. W przypadku substancji jednorodnych porcja ta może być wybrana dowolnie; jeśli jej objętość wynosi V a masa m, to gęstość substancji wynosi:

1. Definicja gęstości i jej jednostki Jednostka gęstości kilogram na metr sześcienny (kg/m³) - jest to gęstość ciała mającego masę 1 kg i objętość 1 m³. Jednostki gęstości: - gram na cm3 g/cm3 - kilogram na cm3 kg/cm3 - kilogram na metr3 kg/m3 - gram na metr3 g/m3 - gram na milimetr3 g/mm3 - gram na litr g/l - kilogram na litr kg/l

2. Wykorzystanie gęstości w życiu codziennym Prawo Archimedesa: Podstawowe prawo hydro- i aerostatyki określające siłę wyporu. Na ciało zanurzone w płynie (cieczy, gazie lub plazmie) działa pionowa, skierowana ku górze siła wyporu. Wartość siły jest równa ciężarowi wypartego płynu. Siła ta jest wypadkową wszystkich sił parcia płynu na ciało.

2. Wykorzystanie gęstości w życiu codziennym Wzór siły wyporu: F = pVg F- siła wyporu (Archimedesa) p- gęstość cieczy V- objętość ciała zanurzonego w cieczy g- przyspieszenie grawitacyjne

2. Wykorzystanie gęstości w życiu codziennym Siła ciężkości: Ciężar ciała to wielkość wektorowa równa sile grawitacji, z jaką nasza planeta przyciąga to ciało. Kierunek ciężaru jest zgodny z kierunkiem siły grawitacyjnej, czyli do wnętrza Ziemi. Zależność między masą a ciężarem można zapisać na podstawie drugiej zasady dynamiki Newtona.

2. Wykorzystanie gęstości w życiu codziennym Wzór siły ciężkości: Fg= m ·g Fg- ciężar m - masa ciała g – przyspieszenie grawitacyjne

2. Wykorzystanie gęstości w życiu codziennym Wypływanie ciał z cieczy : Ciało będzie pływało po powierzchni cieczy, jeśli jego siła wyporu będzie większa niż ciężar tego ciała.

2. Wykorzystanie gęstości w życiu codziennym Pływanie ciał: Ciało pływa w cieczy i nie tonie ani nie wypływa, gdy gęstość ciała jest równa gęstości cieczy. Siła wyporu jest wtedy równa sile ciężkości ciała.

2. Wykorzystanie gęstości w życiu codziennym Tonięcie ciał w cieczy : Ciała toną kiedy mają większą gęstość niż ciecz. Siła ciężkości jest większa od siły wyporu

3.Wpływ temperatury na gęstość Temperatura ma spory wpływ na gęstość ciał. Zmiana gęstości bezwzględnej ciał stałych i cieczy jest nazywana rozszerzalnością cieplną, a jej miarą jest współczynnik rozszerzalności oznaczany zwykle symbolem cp.

3.Wpływ temperatury na gęstość Anomalia rozszerzalności temperaturowej występuje dla wody, która jest wyjątkiem od tej reguły. To jedyna substancja, która osiąga najwyższą gęstość w postaci cieczy. Woda ma bowiem największą gęstość przy temperaturze 4⁰C.

4. Podział ciał ze względu na gęstość Ciała dzielimy na stałe, ciekłe i gazowe. Największą gęstością charakteryzują się zazwyczaj ciała stałe, a najmniejszą ciała w stanie lotnym. Prawdziwym laboratorium super wysokich ciśnień i gęstości jest Kosmos. A gęstość materii gwiazd neutronowych jest jeszcze większa - przekracza biliony razy gęstość wody. Bardzo wielką gęstość posiada czarna dziura, wokół której istnieje bardzo silne pole grawitacyjne.

5. Badanie gęstości - doświadczenia W celu badania gęstości wykonuje się doświadczenia. Przy dokonywaniu pomiarów zawsze występują niepewności pomiarowe. Żaden pomiar nie jest idealnie dokładny, czyli wszystkie pomiary są zawsze obarczone jakąś niepewnością. Fakt ten wynika z niedoskonałości aparatury i zmysłów obserwatora i jest nieodłączną cechą każdego pomiaru.

5. Badanie gęstości - doświadczenia DOŚWIADCZENIE 1 1. Cel: Badanie gęstości cieczy. 2. Przyrządy: menzurka, waga, badana ciecz.

5. Badanie gęstości- doświadczenia 3. Przebieg doświadczenia: a) ważenie pustej menzurki - określenie jej masy: m¹= 57,0g b) ważenie menzurki z cieczą: m²= 546,6 g c) obliczanie masy cieczy: mc= m²-m¹ mc= 546,6g – 57,0g mc= 489,6 g d) odczytywanie z menzurki objętości cieczy: V= 500ml V= 50cm³ 1l= 1000cm³ 1ml= 1cm³ m= 10-³= 0,001 e) obliczanie gęstości cieczy: s= mc /V s= 489,6 g/500 cm³ s= 1 g/cm³ s= 0,979 g/cm³

5. Badanie gęstości- doświadczenia 4. Wnioski: Po sprawdzeniu w tablicach fizycznych okazało się, że badana ciecz to WODA.

5. Badanie gęstości- doświadczenia DOŚWIADCZENIE 2 1. Cel: Badanie gęstości ciała stałego o nieregularnych kształtach. 2. Przyrządy: menzurka z wodą, ciało stałe o nieregularnych kształtach, waga.

5. Badanie gęstości- doświadczenia 3. Przebieg doświadczenia: a) Odczytanie objętości cieczy bez ciała stałego w menzurce. V1= 100 ml ΔV= 2 ml b) Odczytanie objętości cieczy z ciałem stałym w menzurce: V2= 110 ml c) Obliczanie objętości ciała: Vc= V1-V2 Vc= 110 ml-100 ml Vc= 10 ml Vc= 10 cm³ 1 ml= 1 cm³ d) Wyznaczanie masy ciała za pomocą wagi: mc= 22,5 g e) Obliczanie gęstości ciała: s= m/v s= 225 g/10 cm³ s= 2,25 g/cm³

5. Badanie gęstości- doświadczenia 4. Wnioski: Po sprawdzeniu w tablicach wartość gęstości najbardziej przybliżona odpowiada ALUMINIUM.

5. Badanie gęstości- doświadczenia DOŚWIADCZENIE 3 1. Cel: Badanie gęstości ciała stałego o regularnych kształtach. 2. Przyrządy: linijka, ciało stałe o regularnym kształcie, waga.

5. Badanie gęstości- doświadczenia 3. Przebieg doświadczenia: a) Mierzenie długości boków: a= 4,1cm b= 2,5cm c= 1,5cm b) Obliczanie objętości ciała: V= a*b*c V= 4,1 cm*2,5 cm*1,5 cm V≈ 15,4 cm³ c) Mierzenie masy za pomocą wagi: mc= 22,2 g d) Wyznaczanie gęstości ciała za pomocą wzoru: s= m/v s= 22,2 g/15,4 cm³=1,4 g/cm³ 4. Wnioski: Najbardziej zbliżona wartość gęstości w tablicach odpowiada GUMIE.

6. Doświadczenie pokazowe a) Cel doświadczenia: Badanie wpływu gęstości na ciężar ciała. b) Przyrządy: dźwignia dwustronna, rura PCV, drewniane klocki, zlewka, gąbka, żelazna kulka, szyna metalowa, woda, olej, PEPSI, mentos, odważniki, samochodzik, sprężyny, lejek, statywy, taśma izolacyjna, świeczka, zapałki,

6. Doświadczenie pokazowe 3. Przebieg doświadczenia: - przygotowanie konstrukcji z wodą - zapalenie świeczki i włączenie stopera - przepalenie się nici, która uruchamia dalszy cykl doświadczenie - Obserwacje 4. Wykonanie ponownie doświadczenia z olejem i obserwacja 5. Wnioski

6. Doświadczenie pokazowe 5. Wnioski W wyniku napełniania się wodą naczynia uruchamia się dalszy ciąg doświadczenia. W efekcie końcowym mentosy wpadają do pepsi, która się wzburzyła. To samo doświadczenie potrzebuje większej ilości oleju, aby zrównoważyć masę ciała zawieszonego na równi, która uruchamia efekt końcowy. Jest to niewielka różnica czasu ze względu na pęd jaki otrzymuje zlewka w wyniku napełniania się, prawie niezauważalny efekt.

7. Wnioski Wszystkie ciała zbudowane są z materii i wszystkie różnią się między sobą gęstością , która ma ogromne znaczenie w życiu codziennym. - Gęstość wpływa na transport morski. - Dzięki zmianie gęstości powietrza można podróżować za pomocą balonu. - Obiekty astronomiczne różniące się gęstością mają różne pola grawitacyjne. - Występuje cyrkulacja powietrza w ogrzewanych pomieszczeniach tzw. zjawisko konwekcji.

Koniec