Μέτρηση της ατμοσφαιρικής πίεσης με ζυγό και σύριγγα.

Ένας πειραματιστής τοποθετεί μια σύριγγα με διαθερμικά τοιχώματα κατακόρυφα πάνω σε ψηφιακό ζυγό όπως φαίνεται στη διπλανή εικόνα και μηδενίζει την ένδειξη του ζυγού στη θέση αυτή. Στη συνέχεια με τον αντίχειρά του κλείνει την οπή στο πάνω μέρος της σύριγγας έχοντας εγκλωβίσει αέρα με όγκο 20ml όπως μετριέται από την κλίμακα που φέρει ο ογκομετρικός κύλινδρος, δύο γραμμές τις οποίας απέχουν 3mm και αντιστοιχούν σε όγκο 1ml. Μετά αρχίζει να σπρώχνει προσεκτικά από τις λαβές το σώμα της σύριγγας προς τα κάτω ασκώντας δύναμη F  με τιμές οι οποίες αυξάνουν ξεκινώντας από την τιμή 0 ώστε το έμβολο να ανέρχεται αργά και να συμπιέζει το αέριο και παίρνοντας για μετρήσεις της ένδειξης του ζυγού σε gf και του όγκου του εγκλωβισμένου αέρα σε ml. Το 1 gf είναι μονάδα δύναμης και είναι 1kgf=9,81 N.

Οι μετρήσεις αυτές  φαίνονται στον παρακάτω πίνακα:

Α) Μπορούμε να υποθέσουμε ότι η θερμοκρασία είναι η ίδια σε κάθε μέτρηση και ίση με τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος; Εξηγείστε γιατί.

Β) Εξηγείστε γιατί οι τιμές της ασκούμενης δύναμης από τη ζυγαριά στο έμβολο της σύριγγας είναι οι ενδείξεις του ζυγού σε gf.

Γ) Συμπληρώστε τις αβεβαιότητες των μετρήσεων στα δεδομένα του πίνακα καθώς και την τρίτη στήλη του πίνακα με τη δύναμη εκπεφρασμένη σε Ν  με τις αβεβαιότητες της.

Δ) Πόσο είναι το εμβαδόν Α του εμβόλου της σύριγγας;

(προσοχή το έμβολο είναι στο εσωτερικό του στελέχους της σύριγγας και όχι η βάση του εμβόλου η οποία ακουμπά στη ζυγαριά)

Ε) Γράψτε τη συνθήκη ισορροπίας του εμβόλου σε μια θέση όπου ο όγκος του εγκλωβισμένου αερίου είναι V η ένδειξη του ζυγού F . Η ατμοσφαιρική πίεση είναι P0 και το εμβαδόν του εμβόλου Α.

ΣΤ) Συμπληρώνοντας την τέταρτη στήλη του πίνακα με το κατάλληλο φυσικό μέγεθος να κάνετε το κατάλληλο γράφημα από το οποίο χαράσσοντας τη βέλτιστη ευθεία να υπολογίσετε την ατμοσφαιρική πίεση P0.

Οι μετρήσεις είναι πραγματικές και έγιναν πρόχειρα. Το κυρίως πρόβλημα το οποίο δημιουργεί τυχαία σφάλματα είναι η διακύμανση των ενδείξεων της ζυγαριάς. Το πρόβλημα αυτό ανήκει στην κατηγορία των προβλημάτων με εργαστηριακή υφή.

Απάντηση

 

 

(Visited 391 times, 1 visits today)
Subscribe
Ειδοποίηση για
10 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Πάνος Μουρούζης
1 έτος πριν

Σαράντο την καλημέρα μου από Κέρκυρα. 

1. Διόρθωσε στην εικόνα τις δύο τελευταίες μετρήσεις του βάρους που είναι λάθος

2. Το πείραμα το εκτελούμε καλύτερα με σύριγγα των 2,5ml

3. Είναι σημαντικό κατά την άποψή μου να αναφέρουμε γιατί παίζει ρόλο το εσωτερικό εμβαδόν της σύριγγας και όχι το εμβαδόν του εμβόλου που έρχεται σε επαφή με τη ζυγαριά. Να τονίσουμε δηλαδή ότι στα υγρά έχουμε μεταφορά πίεσης ενώ στα στερεά μεταφορά δύναμης. 

Σημ; Η ίδια ιδέα τέθηκε το 2012 ως θέμα στον τοπικό διαγωνισμό EUSO στην Κέρκυρα

Το θέμα

Πρόδρομος Κορκίζογλου
1 έτος πριν

Γειά σου Σαράντο και μπράβο σου που τροφοσοτεί;ς το υλικονετ με πείραμα!! 

Μπούχτισαν τα παιδιά με ασκήσεις, και ως επί το πλείστον, οι μαθητές της Γ Λυκείου.

Υπάρχει και η Β Λυκείου θετικής κατεύθυνσης…

Υ.Γ. από τα πειραματικά αποτελέσματα που παραθέτεις, και αν εξαιρέσουμε το σφάλμα,

Πρέπει να έβρεχε την ώρα του πειράματος!

Να είσαι πάντα καλά και να εμφανίζεσαι πιο συχνά, έχεις να πεις πολλά!

Θοδωρής Παπασγουρίδης
7 μήνες πριν

Σαράντο συγχαρητήρια, για τη νέα σου θέση ως Σύμβουλος Α’ στο ΙΕΠ
Θα έχεις πολύ δουλειά και δύσκολο έργο, αλλά είμαι βέβαιος πως θα
καταφέρεις να αλλάξεις πράγματα και κάτι νέο και καλό να γίνει για τη φυσική.
Εξάλλου, όσοι σε γνωρίζουν, ξέρουν την εργατικότητα σου

Άσε που τώρα θα ξέρουμε σε ποιον να……. “γκρινιάζουμε”
Ελπίζω να συνεχίσεις να παρακολουθείς το υλικονετ και να παίρνεις ιδέες
από συναδέλφους τάξης με πραγματική αγάπη για τη φυσική
Να έχεις επιτυχία στη νέα σου θέση

Διονύσης Μάργαρης
Διαχειριστής
Διονύσης Μάργαρης(@dmargaris_2z73r8xw)
7 μήνες πριν

Καλημέρα και συγχαρητήρια και από μένα Σαράντο!
Μόλις διάβασα το σχόλιο του Θοδωρή, αφού δεν το γνώριζα.
Καλή δύναμη και καλή επιτυχία στη νέα σου θέση.
Μια επιτυχία, που την έχουμε όλοι ανάγκη…

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης
7 μήνες πριν

Συγχαρητήρια Σαράντο.