Dependenta fortei de flotabilitate de tipul de lichid – Masurare cu dinamometru de precizie

Dependenta fortei de flotabilitate de tipul de lichid – Masurare cu dinamometru de precizie – Expriment demonstrativ

Dependenta fortei de flotabilitate de tipul de lichid – Masurare cu dinamometru de precizie reprezinta o modalitate captivanta si educativa de a explora conceptele fundamentale ale fizicii, in special legate de fortele si proprietatile lichidelor. Aceasta activitate ofera o oportunitate valoroasa pentru elevi de a intelege mai bine fenomenele fizice si de a aplica cunostintele teoretice intr-un mediu practic.

Obiectivul experimentului

Experimentul demonstrativ  se concentreaza pe investigarea relatiei dintre forta de flotabilitate si tipul de lichid utilizat. Prin intermediul acestui experiment, elevii vor explora modul in care densitatea lichidelor afecteaza forta de flotabilitate exercitata asupra unui corp si vor intelege concepte fundamentale din domeniul fizicii legate de proprietatile lichidelor si comportamentul corpurilor in medii lichide.

Pregatirea experimentului

Pentru a pregati experimentul, se urmeaza un set detaliat de instructiuni pentru asamblarea echipamentului.

• Corpul de aluminiu este pregatit prin infiletarea unui fir de pescuit prin orificiul corespunzator si prin fixarea acestuia printr-un nod la capatul opus.
• Structura de sustinere este asamblata folosind doua tuburi, care sunt conectate cu ajutorul unui cleste universal pentru a permite reglarea inaltimii.

Aceasta configurare ofera stabilitate si flexibilitate necesare pentru efectuarea masuratorilor precise.

Desfasurarea experimentului

1. Pregatirea solutiei de apa:

   • Inainte de a incepe experimentul, se umple un vas de plastic cu 1000 ml de apa, asigurandu-ne ca acesta este suficient de mare pentru a permite scufundarea completa a corpului de aluminiu.

2. Determinarea fortei gravitationale:

   • Corpul de aluminiu este suspendat de un dinamometru pentru a determina forta gravitationala exercitata asupra acestuia atunci cand se afla in aer.

3. Imersia corpului de aluminiu in apa:

   • Folosind structura de sustinere ajustabila, se coboara treptat corpul de aluminiu in vasul cu apa, pana cand este complet imersat. Acest proces trebuie efectuat cu atentie pentru a asigura masuratori precise.

4. Masurarea fortei de flotabilitate:

   • In timp ce corpul de aluminiu se afla complet imersat in apa, se citeste valoarea indicata de dinamometru, reprezentand forta exercitata asupra acestuia in mediu lichid. Aceasta valoare este notata ca fiind F′.

5. Calcularea fortei de flotabilitate:

   • Utilizand valoarea determinata a fortei gravitationale (G) si valoarea fortei masurate in apa (F′), se calculeaza forta de flotabilitate (Fb​) folosind formula corespunzatoare.

6. Pregatirea solutiei de NaCl:

   • Dupa ce s-au inregistrat masuratorile pentru apa, se adauga 300 g de NaCl in vasul cu apa si se amesteca bine folosind o bagheta de sticla pentru a obtine o solutie omogena.

7. Repetarea masuratorilor in solutia de NaCl:

   • Corpul de aluminiu este din nou suspendat de dinamometru, iar intregul proces descris anterior este repetat in solutia de NaCl, inclusiv imersia completa in lichid si masurarea fortei exercitate asupra corpului. Aceasta etapa permite compararea fortelor de flotabilitate in diferite medii lichide.

8. Curatarea si pregatirea pentru urmatoarea etapa:

   • Dupa fiecare set de masuratori, vasul de plastic si corpul de aluminiu sunt clatite pentru a elimina orice reziduuri si sunt pregatite pentru urmatoarea etapa a experimentului.

9. Repetarea masuratorilor pentru alcoolul metilic:

   • Ultima etapa a experimentului implica repetarea intregului proces in alcool metilic, pentru a obtine date suplimentare si pentru a permite elevilor sa observe cum se modifica fortele de flotabilitate in functie de tipul de lichid.

10. Compararea si analiza rezultatelor:

    • Datele obtinute din masuratori sunt comparate si analizate pentru a trage concluzii cu privire la dependenta fortei de flotabilitate de tipul de lichid si de densitatea acestuia, conform cerintelor specifice ale experimentului.
      *Detalii regasiti in experimentul Determinarea densitatii unui lichid – Determinarea masei si volumului

Evaluarea rezultatelor

1. Dependenta fortei de flotabilitate de tipul de lichid:

   • Analizand datele obtinute in timpul experimentului, se constata ca forta de flotabilitate exercitata asupra corpului de aluminiu variaza in functie de tipul de lichid in care este imersat.
   • Aceasta observatie confirma ipoteza ca proprietatile lichidelor influenteaza comportamentul corpurilor imerse in acestea.

2. Relatia cu densitatea lichidului:

   • Datele experimentale evidentiaza o corelatie directa intre densitatea lichidului si forta de flotabilitate.
   • Cu cat densitatea lichidului este mai mare, cu atat forta de flotabilitate exercitata asupra corpului de aluminiu este mai mare.
   • Acest rezultat este in concordanta cu principiile fizice si cu legea lui Arhimede.

3. Interpretarea rezultatelor:

   • Elevii sunt incurajati sa interpreteze rezultatele experimentului si sa faca conexiuni intre datele observate si conceptele teoretice studiate anterior in cadrul lectiilor de fizica.
   • Aceasta etapa a evaluarii ii ajuta sa-si consolideze intelegerea si sa-si dezvolte abilitatile critice de analiza si sinteza.

4. Aplicabilitatea in contextul educational:

   • Experimentul ofera oportunitatea elevilor de a aplica cunostintele teoretice intr-un mediu practic si relevat, ceea ce contribuie la consolidarea intelegerii conceptelor fizice fundamentale si la dezvoltarea abilitatilor lor de rezolvare a problemelor.

5. Concluzii si implicari practice:

   • La finalul evaluarii, elevii sunt incurajati sa traga concluzii relevante si sa discute implicari practice ale rezultatelor obtinute in cadrul experimentului.
   • Aceasta activitate ii ajuta sa-si dezvolte gandirea critica si sa-si imbunatateasca capacitatea de a aplica cunostintele fizice in diverse situatii din viata reala.

Relevanta conceptelor fizice in intelegerea lumii inconjuratoare

Eexperimentul “Dependenta fortei de flotabilitate de tipul de lichid – Masurare cu dinamometru de precizie” demonstreaza nu numai importanta si relevanta conceptelor fizice in intelegerea lumii inconjuratoare, ci si capacitatea elevilor de a aplica cunostintele teoretice intr-un mod practic si interactiv.

Aceasta experienta educativa ii incurajeaza pe elevi sa devina mai constienti si mai increzatori in abilitatile lor stiintifice si sa exploreze fascinantul domeniu al fizicii cu curiozitate si entuziasm.