ogarniam.edu.pl
Klasa
Zacznij naukę →Zacznij →

ogarniam.edu.pl · Fizyka · Hydrostatykaklasa 1 LO · fiszki i quiz: ogarniam.edu.pl/lo/1/fizyka/doswiadczenia-z-hydrostatyki/

Fizyka · Hydrostatyka · kl. 1

Doświadczenia z hydrostatyki

Zbadasz, jak ciśnienie rośnie z głębokością i czy wypór zależy od rodzaju cieczy. Do tego plan, tabela i wniosek.

ok. 4 min czytania9 fiszek8 pytań w quizie🔊 Posłuchaj notatki

1Doświadczenie 1: ciśnienie a głębokość

  • Oznaczenia: h – głębokość błony sondy pod powierzchnią [cm]; Δh – różnica poziomów cieczy w manometrze [cm]; ρ – gęstość cieczy w manometrze, tu woda [kg/m³]; g – przyspieszenie ziemskie [m/s²]; p = ρ · g · Δh – nadwyżka ciśnienia nad atmosferycznym [Pa] (Δh w metrach).
  • Hipoteza: ciśnienie rośnie proporcjonalnie do głębokości i nie zależy od kierunku. Przyrządy: wysokie naczynie z wodą, sonda (lejek z gumową błoną), wężyk, manometr cieczowy (U-rurka), linijka.
hΔhwodasonda z błonąmanometr (U-rurka)otwartep = ρ · g · Δh
Sonda na głębokości h połączona z manometrem: różnica poziomów Δh pokazuje ciśnienie
  • Przebieg: zanurzasz sondę na h = 5, 10, 15, 20 cm, odczytujesz Δh. Na jednej głębokości obracasz sondę błoną w różne strony.
h [cm]Δh [cm]p = ρ g Δh [Pa]
54,8471
109,7952
1514,61432
2019,51913
  • Wykres Δh(h) to prosta przez początek układu. Niepewność odczytu linijki ok. 0,1–0,2 cm. Po obrocie sondy Δh się nie zmienia.
Zapamiętaj

Ciśnienie hydrostatyczne jest wprost proporcjonalne do głębokości, a w danym punkcie nie zależy od kierunku.

  • Wniosek: hipoteza się potwierdza. Δh jest nieco mniejsze od h, bo część ciśnienia idzie na napięcie gumowej błony.

2Doświadczenie 2: wypór w dwóch cieczach

  • Oznaczenia: F₁ – wskazanie siłomierza w powietrzu [N]; F₂ – wskazanie po zanurzeniu [N]; Fw = F₁ − F₂ – siła wyporu [N].
  • Hipoteza: w cieczy o większej gęstości wypór jest większy. Przyrządy: siłomierz (działka 0,02 N), walec aluminiowy na nitce, woda, stężony roztwór soli kuchennej.
  • Przebieg: mierzysz F₁, zanurzasz ciało całkowicie (bez dotykania dna i ścianek) i czytasz F₂. W każdej cieczy trzy razy, liczysz średnią.
cieczF₁ [N]F₂ średnia [N]Fw [N]
woda2,121,340,78
roztwór soli2,121,220,90
  • Niepewność Fw to suma niepewności dwóch odczytów: ok. 0,04 N. Różnica wyporów 0,12 N jest od niej większa, więc hipoteza się potwierdza.
Sprawdź, czy rozumiesz

Co pokazuje manometr cieczowy połączony z sondą?

3Błędy, bezpieczeństwo i dodatki

  • Czytaj skalę na wysokości oczu i poczekaj, aż ciało przestanie drgać. Usuń pęcherzyki powietrza z ciała. Rozlaną wodę od razu wytrzyj.
  • [Dodatek] Wypory tego samego ciała mają się jak gęstości cieczy: ρroztworu = 1000 kg/m³ · 0,90 przez 0,78 ≈ 1150 kg/m³. Pływanie sprawdzisz na plastelinie: kulka tonie, ta sama plastelina w kształcie łódki pływa.
Uwaga na błąd

Odczyt siłomierza, gdy ciało dotyka dna naczynia. Dno przejmuje część ciężaru i wypór wychodzi za duży.

✎Ściąga: Doświadczenia z hydrostatyki

Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.

  • Ciśnienie hydrostatyczne jest wprost proporcjonalne do głębokości, a w danym punkcie nie zależy od kierunku.
  • Oznaczenia: h – głębokość błony sondy pod powierzchnią [cm]; Δh – różnica poziomów cieczy w manometrze [cm]; ρ – gęstość cieczy w manometrze, tu woda [kg/m³]; g – przyspieszenie ziemskie [m/s²]; p = ρ · g · Δh – nadwyżka ciśnienia nad atmosferycznym [Pa] (Δh w metrach).
  • Hipoteza: ciśnienie rośnie proporcjonalnie do głębokości i nie zależy od kierunku. Przyrządy: wysokie naczynie z wodą, sonda (lejek z gumową błoną), wężyk, manometr cieczowy (U-rurka), linijka.
  • Przebieg: zanurzasz sondę na h = 5, 10, 15, 20 cm, odczytujesz Δh. Na jednej głębokości obracasz sondę błoną w różne strony.
  • Wniosek: hipoteza się potwierdza. Δh jest nieco mniejsze od h, bo część ciśnienia idzie na napięcie gumowej błony.
  • Oznaczenia: F₁ – wskazanie siłomierza w powietrzu [N]; F₂ – wskazanie po zanurzeniu [N]; Fw = F₁ − F₂ – siła wyporu [N].
  • Hipoteza: w cieczy o większej gęstości wypór jest większy. Przyrządy: siłomierz (działka 0,02 N), walec aluminiowy na nitce, woda, stężony roztwór soli kuchennej.
  • Przebieg: mierzysz F₁, zanurzasz ciało całkowicie (bez dotykania dna i ścianek) i czytasz F₂. W każdej cieczy trzy razy, liczysz średnią.

?Quiz: powtórz przed kartkówką

8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.

  1. Co pokazuje manometr cieczowy połączony z sondą?

    1. AGęstość cieczy w naczyniu
    2. BRóżnicę poziomów Δh, która jest miarą nadwyżki ciśnienia nad atmosferycznym
    3. CSiłę wyporu działającą na sondę
    4. DMasę sondy
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: Różnicę poziomów Δh, która jest miarą nadwyżki ciśnienia nad atmosferycznym – Różnica poziomów w U-rurce odpowiada ciśnieniu p = ρ · g · Δh ponad ciśnienie atmosferyczne.

  2. Ciśnienie hydrostatyczne w doświadczeniu rośnie proporcjonalnie do

    1. Apromienia sondy
    2. Bmasy cieczy w naczyniu
    3. Cpola dna naczynia
    4. Dgłębokości
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: głębokości – Zgodnie z p = ρ · g · h przy stałej gęstości ciśnienie zależy od głębokości.

  3. Jak sprawdzisz, że ciśnienie nie zależy od kierunku?

    1. AObrócisz sondę na tej samej głębokości i porównasz Δh
    2. BZmienisz ciecz w naczyniu
    3. CZmierzysz ciśnienie atmosferyczne
    4. DZmienisz masę sondy
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: Obrócisz sondę na tej samej głębokości i porównasz Δh – Gdy po obrocie Δh się nie zmienia, ciśnienie jest jednakowe we wszystkich kierunkach.

  4. Jaki kształt ma wykres Δh od h?

    1. AProsta przez początek układu
    2. BProsta pozioma
    3. CHiperbola
    4. DParabola
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: Prosta przez początek układu – Δh jest proporcjonalne do h, więc wykres to prosta przechodząca przez (0, 0).

  5. Siłomierz pokazuje 2,12 N w powietrzu i 1,34 N po zanurzeniu ciała w wodzie. Ile wynosi wypór?

    1. A0,78 N
    2. B3,46 N
    3. C2,12 N
    4. D1,34 N
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: 0,78 N – Fw = F₁ − F₂ = 2,12 N − 1,34 N = 0,78 N.

  6. W roztworze soli wypór wyszedł 0,90 N, w wodzie 0,78 N (niepewność ok. 0,04 N). Który wniosek jest poprawny?

    1. ARóżnicy nie da się ocenić
    2. BWypór nie zależy od cieczy
    3. CW gęstszej cieczy wypór jest większy, bo różnica 0,12 N przewyższa niepewność
    4. DPomiar jest błędny, bo wypory powinny być równe
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: W gęstszej cieczy wypór jest większy, bo różnica 0,12 N przewyższa niepewność – Różnica jest istotna wobec niepewności, więc potwierdza hipotezę.

  7. Dlaczego ciało na siłomierzu nie powinno dotykać dna?

    1. ADno przejmuje część ciężaru i wypór wychodzi za duży
    2. BDno zmienia gęstość cieczy
    3. CDno zwiększa niepewność linijki
    4. DWtedy siłomierz zawsze wskazuje zero
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: Dno przejmuje część ciężaru i wypór wychodzi za duży – Reakcja dna zmniejsza wskazanie siłomierza, więc F₁ − F₂ jest zawyżone.

  8. To samo ciało ma w wodzie wypór 0,78 N, a w roztworze soli 0,90 N. Jaka jest gęstość roztworu?

    1. Aok. 900 kg/m³
    2. Bok. 870 kg/m³
    3. Cok. 1780 kg/m³
    4. Dok. 1150 kg/m³
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: ok. 1150 kg/m³ – Wypory mają się jak gęstości cieczy: 1000 kg/m³ · 0,90/0,78 ≈ 1150 kg/m³.

Cały dział „Hydrostatyka”: ściąga i próbny sprawdzian →

Kartkówka albo sprawdzian już blisko?

Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.

Więcej: Fizyka, klasa 1

Badania w fizycePomiary i niepewność pomiarowaNiepewności pomiarowe i dopasowanie prostejWielkości wektorowe i skalarneAnaliza danych i wykresyNarzędzia matematyczne w fizyceRachunek wektorowy i trygonometriaPodstawowe pojęcia kinematykiPrędkośćRównanie ruchu i ruch względnyPrzyspieszenieRuch jednostajny prostoliniowyRuch prostoliniowy zmiennyRuch zmienny – wykresy a(t), zadania i przyspieszenie w ruchu krzywoliniowymRuch po okręguPrędkość kątowa i ruch po okręgu ze zmienną prędkościąRzut poziomy i rzut ukośnyDoświadczenia z kinematykiSiła i jej cechyRodzaje siłUkłady nieinercjalne i siły bezwładnościZasady dynamiki NewtonaTarcieRównia pochyła i zadania z tarciemSiła dośrodkowaDynamika ruchu po okręguDoświadczenia z dynamikiPraca mechanicznaMocEnergia mechaniczna i jej zasada zachowaniaPraca siły zmiennej, twierdzenie o pracy i energiiMoc w ruchu i sprawność urządzeńPęd, zasada zachowania pędu i zderzeniaDoświadczenia: praca, moc, energiaCiśnienieSiła wyporu i prawo ArchimedesaCiśnienie całkowite, naczynia połączone i pływanie ciałPrawo powszechnego ciążeniaPrzyspieszenie grawitacyjne i prawa KepleraUkład Słoneczny, Galaktyka i WszechświatPrędkości kosmiczne i ruch satelitówSatelity, nieważkość i przeciążenieBryła sztywna i moment siłyMoment bezwładności i dynamika ruchu obrotowegoEnergia kinetyczna ruchu obrotowegoPlanowanie doświadczeńPrzeprowadzanie pomiarówAnaliza wynikówWybrane doświadczenia w klasie 1Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego wahadłem