Механика — Задание 17 ОГЭ по физике №00045340
Механика
№2. Задание 17
ID: 00045340
Используя рычажные весы с разновесом, мензурку, стакан с водой, цилиндр № 3, соберите экспериментальную установку для измерения плотности материала, из которого изготовлен цилиндр № 3. Абсолютную погрешность измерения массы принять равной ±1 г, абсолютную погрешность измерения объёма — ±2 мл. В бланке ответов:
1) сделайте рисунок или описание экспериментальной установки для определения объёма тела;
2) запишите формулу для расчёта плотности;
3) укажите с учётом погрешности результаты измерения массы цилиндра и его объёма;
4) запишите числовое значение плотности материала цилиндра.
Источник: Сборник Камзеевой 2026
Решение
Что тут происходит. Плотность показывает, какая масса приходится на единицу объёма вещества: $\rho=\dfrac{m}{V}$. Массу цилиндра № 3 найдём на рычажных весах, а объём — по мензурке: линейки в наборе нет, да и мерить ею цилиндр неудобно, зато погружённое тело поднимает уровень воды ровно на свой объём.
Шаг 1 — масса. Кладём цилиндр на одну чашку уравновешенных весов, на другую — гири, пока весы не придут в равновесие. Сумма гирь и есть масса цилиндра. В образце выполнения (комплект № 1): $m=(66\pm1)$ г.
Шаг 2 — объём. Наливаем в мензурку воду так, чтобы цилиндр потом полностью скрылся, и записываем уровень $V_1$. Опускаем цилиндр на нитке, записываем новый уровень $V_2$. Вода не сжимается, поэтому она поднялась ровно на объём тела: $$V=V_2-V_1$$ В образце $V=(56\pm2)$ мл $=(56\pm2)\ \text{см}^3$, ведь $1$ мл $=1\ \text{см}^3$.
Шаг 3 — формула и расчёт: $$\rho=\dfrac{m}{V}=\dfrac{66\ \text{г}}{56\ \text{см}^3}\approx1{,}2\ \dfrac{\text{г}}{\text{см}^3}$$ Чтобы перейти к кг/м³, умножаем на $1000$ (в одном кубическом метре миллион кубических сантиметров, в килограмме тысяча граммов): $\rho\approx1200\ \text{кг/м}^3$.
Насколько точен результат. Крайние значения отношения: $\dfrac{67}{54}\approx1{,}24\ \text{г/см}^3$ и $\dfrac{65}{58}\approx1{,}12\ \text{г/см}^3$. Значит, $\rho\approx1{,}2\ \text{г/см}^3$ с точностью около $\pm0{,}06\ \text{г/см}^3$.
Проверим себя. Цилиндр тонет в воде, значит, его плотность больше $1\ \text{г/см}^3$ — так и вышло, хотя и ненамного: цилиндр № 3 лишь немного тяжелее воды того же объёма.
Ответ
Другие задания по теме «Механика» (8)
- Задание 17 №00045339 — Используя рычажные весы с разновесом, мензурку, стакан с водой, цилиндр № 1,…
- Задание 17 №00045338 — Используя рычажные весы с разновесом, мензурку, стакан с водой, цилиндр № 2,…
- Задание 17 №00045337 — Используя каретку (брусок) с крючком, динамометр, два груза, направляющую рейку…
- Задание 17 №00045336 — Используя штатив с муфтой, неподвижный блок, нить, два груза и динамометр,…
- Задание 17 №00045335 — Используя штатив с держателем, пружину № 1 со шкалой (или линейку), динамометр…
- Задание 17 №00040591 — Используя динамометр № 1, стакан с водой, цилиндр № 3, соберите…
- Задание 17 №00040530 — Используя весы, мензурку, стакан с водой, цилиндр № 4, соберите…
- Задание 17 №00040508 — Используя каретку (брусок) с крючком, динамометр № 2 с пределом измерения,…