جواب فعالیت صفحه ۱۵ فیزیک دهم⚡️تجربی و ریاضی

در این نوشته با جواب فعالیت صفحه ۱۵ فیزیک دهم همراه شما هستیم.

جواب صفحه ۱۵ فیزیک دهم

الف) آزمایشی طراحی و اجرا کنید که به کمک آن بتوان جرم و حجم یک قطره آب را اندازه گیری کرد.

برای اندازه‌گیری جرم و حجم یک قطره آب، می‌توان یک آزمایش ساده و دقیق طراحی کرد که از ابزارهای روزمره و علمی استفاده کند. این آزمایش از دو مرحله اصلی تشکیل می‌شود: یکی برای اندازه‌گیری جرم و دیگری برای حجم قطره آب.

ابزارهای مورد نیاز:

1. ترازوی دیجیتال دقیق (با دقت تا ۰.۰۱ گرم یا کمتر)
2. سرنگ یا قطره‌چکان (برای تولید قطره‌های آب هم‌اندازه)
3. ظرف آب تمیز
4. استوانه مدرج (برای اندازه‌گیری حجم آب با دقت مناسب)
5. کاغذ خشک‌کن (برای خشک کردن سطح‌ها و ظروف)

مراحل آزمایش:

۱. اندازه‌گیری جرم یک قطره آب:

1. تعیین جرم خالص ظرف:

• ابتدا یک ظرف کوچک یا کاغذ را روی ترازو قرار دهید و جرم آن را اندازه بگیرید. فرض کنیم جرم آن ( m_1 ) است.

1. افزودن چندین قطره آب:

• از سرنگ یا قطره‌چکان استفاده کنید تا چند قطره آب (مثلاً ۱۰ قطره) به داخل ظرف بیندازید. دقت کنید که همه قطره‌ها یکسان باشند و از یک قطره‌چکان استفاده شود.

1. اندازه‌گیری جرم ظرف به همراه آب:

• دوباره جرم ظرف را با آب اندازه بگیرید. فرض کنیم این مقدار ( m_2 ) باشد.

1. محاسبه جرم یک قطره آب:

• جرم کل آب اضافه‌شده به ظرف برابر است با ( m_2 – m_1 ).
• حالا چون تعداد قطره‌ها را می‌دانیم (مثلاً ۱۰ قطره)، جرم یک قطره آب برابر است با:
  $$\text{جرم یک قطره} = \frac{m_2 – m_1}{\text{تعداد قطره‌ها}}$$

۲. اندازه‌گیری حجم یک قطره آب:

1. استفاده از استوانه مدرج:

• استوانه مدرج را به خوبی خشک کنید و سپس مقدار کمی آب در داخل آن بریزید. حجم آب را به دقت یادداشت کنید (مثلاً ۵ میلی‌لیتر).

1. افزودن قطره‌های آب:

• از همان قطره‌چکان استفاده کنید و چند قطره آب به داخل استوانه اضافه کنید. تعداد قطره‌ها را بشمارید و حجم جدید را اندازه بگیرید. فرض کنیم حجم جدید مثلاً ۵.۵ میلی‌لیتر باشد.

1. محاسبه حجم یک قطره:

• تفاوت حجم $( \Delta V )$ برابر با حجم آب اضافه‌شده است:
  $$\Delta V = \text{حجم جدید} – \text{حجم اولیه}$$
• حالا با تقسیم$ ( \Delta V )$ بر تعداد قطره‌ها، حجم یک قطره آب را بدست می‌آورید:
  $$\text{حجم یک قطره} = \frac{\Delta V}{\text{تعداد قطره‌ها}} $$

۳. رابطه بین جرم و حجم یک قطره آب:

• با استفاده از جرم و حجم بدست آمده برای یک قطره آب، می‌توانید چگالی آب را نیز بررسی کنید و مطمئن شوید که نتایج منطقی هستند. چگالی آب در دمای اتاق تقریباً ۱ گرم بر میلی‌لیتر است. بنابراین باید جرم و حجم قطره‌ها همخوانی مناسبی با این چگالی داشته باشند.

ب) تکه‌ای سیم لاکی نازک یا نخ قرقره به طول تقریبی یک متر تهیه کنید. آزمایشی طراحی و اجرا کنید که به کمک یک خط کش میلی متری بتوان قطر این سیم یا نخ را اندازه گیری کرد.

سیم را مطابق شکل زیر، (که به مقیاس رسم نشده است) دور یک خط کش میلی متری و کاملاً مجاور هم بپیچید. با تقسیم طول L بر تعداد دور سیم، قطر سیم به دست می‌آید. شرح بیشتری از این فعالیت، در صفحهٔ بعد آمده است.