Ярославский Центр телекоммуникаций и информационных

Ярославский Центр телекоммуникаций и информационных систем в образовании
Проект «Удивительный мир физики» 2012/2013 учебного года
Команда "Командос", Учебный центр Олега Видякина
г. Калининград, Калининградская область!
Игровой номер команды: 13f1653
Экспериментальное задание
Определение объем одной капли.
Теоретическая часть.
Капля это небольшое количество жидкости, принимающую форму тела вращения, что
вызвано силами поверхностного натяжения.
Капли получаются:
1. при вытекании жидкости из малого отверстия или на краю сосуда.
2. при распылении жидкости.
3. при конденсации пара.
В природе капли образуются во время дождя, при падении струи воды в водопаде или
фонтане, туманы и облака, в виде росы при конденсации водяного пара на поверхностях.
Форма капли и ее объем зависит от поверхностного натяжения и действующих на не сил.
Например, в земных условиях это сила тяжести. В условиях невесомости капля будет
принимать форму шара. Если капля движется с большой скоростью (например, падает с
большой высоты), то капля принимает вытянутую форму, что обеспечивает наименьшее
аэродинамическое сопротивление.
Определение объема капли может иметь важное значение. Например, количество
некоторых лекарств в рецепте назначаются с указанием количества капель.
План эксперимента.
Капля имеет маленькие размеры и объем, поэтому просто измерить
эти значения не получится. Можно сфотографировать летящую
каплю воды, приложить масштабную линейку и определить
диаметр капли, а затем вычислить объем капли по формуле
V=4/3* π R3
Однако такой способ измерения будет очень неточный.
Диаметр
капли
Предлагается следующий способ.
1. Собрать экспериментальную установку, которая позволит непрерывно получать
капли.
2. Посчитать количество капель и измерить объем всей воды, которая собралась из
этих капель. Выполнить несколько таких измерений.
3. Обработать результаты измерений. Для этого объем жидкости поделим на
количество капель. Затем для повышения точности эксперимента получим объем
капли как среднее значение всех полученных расчетных данных.
Схема экспериментальной установки
Сосуд с
водой
Мерный
сосуд
Штатив
Фотография установки
Результаты измерений
№
1
2
Кол-во 579
439
Шт.
Объем
22
18
мл
Объём
0,038
0,041
одной
капли
3
698
4
667
5
590
6
683
7
615
8
629
30
26
23
28
24
22
0,043
0,039
0,039
0,041
0,039
0,035
Обработка экспериментальных данных
Измерения объема жидкости проводилось с помощью мрной мензурки с ценой деления 1
мл. Значит, погрешность равна +/- 0,5 мл.
Расчетное значение в каждом из 8 опытов получалось примерно с точностью
+/- 0,5/500 ~=0,001 мл
Среднее значение по результатам измерений = 0,039 +/- 0,001мл
Результат
Объем капли полученный экспериментально равен 0,039 +/- 0,001мл
Литература
1. Многоликая планета: Вода. Бук Хаус. 2005, 296 с.
2. Волощенко В. Ю., Сапогин В. Г. МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА. Оценка
погрешностей при физических измерениях. 2004 год. 33 стр.