Presiunea datorata greutatii apei – Masurare cu Sensor-CASSY si CASSY-Display

Presiunea datorata greutatii apei – Masurare cu Sensor-CASSY si CASSY-Display – Experiment demonstrativ

Presiunea datorata greutatii apei – Masurare cu Sensor-CASSY si CASSY-Display reprezinta o metoda captivanta si interactiva de explorare a conceptului de presiune intr-un lichid, avand un accent deosebit pe utilizarea in context educativ. Acest experiment ofera elevilor oportunitatea de a intelege si de a aplica concepte fizice fundamentale intr-un mod practic si hands-on, contribuind la dezvoltarea abilitatilor lor de observare, masurare si interpretare a rezultatelor experimentale.

Obiectivele experimentului

1. Masurarea presiunii gravitationale intr-un lichid.
2. Studierea relatiei dintre adancimea de imersiune a unui tub si presiunea exercitata de greutatea apei.
3. Observarea modului in care forta gravitationala actioneaza asupra unui lichid in functie de adancimea de imersiune.
4. Cuantificarea influentei adancimii asupra distributiei presiunii intr-un sistem lichid.
5. Examinarea principiilor fundamentale ale presiunii si aplicarea lor intr-un context practic.
6. Familiarizarea cu procesul de calibrare a instrumentelor de masura si evaluarea datelor experimentale.
7. Intelegerea conceptelor legate de comportamentul lichidelor intr-un mediu gravitational prin intermediul masuratorilor si observatiilor experimentale.

Pregatirea experimentului

Aceasta etapa initiala de pregatire este esentiala pentru asigurarea unei configuratii corecte si pentru a obtine masuratori precise in timpul experimentului. Configurarea corecta a standului si conectarea adecvata a echipamentelor sunt critice pentru succesul experimentului.

Pregatirea standului:

• Glisati tubul de suport lung de 400 mm peste celalalt cu aproximativ 10 cm si conectati tuburile folosind clema universala.
• Fixati tubul de suport cu diametru mai mic in baza suportului.
• Inaltimea configurarii standului poate fi acum ajustata continuu prin desfasurarea cu atentie a surubului inferior al capului universal.
• Infasurati putina hartie in jurul capatului superior al tubului de sticla si fixati cu atentie tubul cu ajutorul clemei multiclamp Leybold.

Pregatirea masuratorii presiunii:

• Porneste CASSY-Display-ul cu Sensor-CASSY conectat.
• Conectati senzorul de presiune la Intrarea A.
• Dezactivati afisajul Intrarii B cu tasta NEXT (CASSY) de pe display.
• Plasati imediat tubul de imersie sub suprafata apei si apasati tasta OFFSET (CALIBRARE) pana cand LED-ul rosu clipeste.
• Realizati calibrarea la zero stabilind afisajul digital la zero cu ajutorul butonului de reglare ADJUST.
• Dupa reglarea la zero, confirmati apasand tasta OFFSET (CALIBRARE).

Desfasurarea experimentului

In timpul experimentului, elevii vor efectua masuratori ale presiunii in functie de adancimea de imersiune a tubului in lichid.

1. Deplasarea tubului de imersie in jos in trepte de cate 2 cm. Dupa fiecare deplasare, se va citi valoarea masurata de pe CASSY-Display.
2. Este important sa observam ca pentru masurarea adancimii de imersie, nivelul suprafetei apei din tub este relevant, nu pozitia extremitatii tubului de imersie.

In timpul desfasurarii experimentului, elevii vor observa schimbarile in valorile de presiune inregistrate pe CASSY-Display in functie de adancimea de imersie a tubului in lichid. Prin deplasarea tubului in trepte de cate 2 cm, acestia vor observa cum presiunea gravitationala exercitata de lichid creste odata cu adancimea de imersie.

Aceasta etapa a experimentului implica o observatie atenta si o inregistrare precisa a datelor experimentale. Elevii vor inregistra sistematic valorile de presiune corespunzatoare diferitelor adancimi de imersie si vor nota orice observatii relevante legate de schimbarile observate in presiunea lichidului in functie de adancimea de imersie a tubului.

Evaluarea rezultatelor

Presiunea datorata gravitatiei intr-un lichid creste odata cu adancimea de imersie a tubului. In timpul evaluarii experimentului, elevii vor analiza datele colectate si vor extrage concluzii cu privire la relatia dintre adancimea de imersie si presiunea exercitata de lichid. Este important sa se observe ca o crestere a adancimii de imersie cu 10 cm duce la o crestere a presiunii gravitationale cu aproximativ 10 hPa.

Un aspect important al evaluarii este sa se faca referire la barometrul cu apa construit de Otto von Guericke. Acest dispozitiv istoric permitea masurarea presiunii aerului cu ajutorul unei coloane de apa de 10 m inaltime. Elevii pot face conexiuni intre rezultatele experimentului lor si principiile utilizate in dispozitivele istorice, precum si in alte aplicatii practice ale presiunii in viata de zi cu zi sau in alte domenii stiintifice.

Elevii vor utiliza datele colectate pentru a trasa grafice si pentru a evidentia relatia direct proportionala intre adancimea de imersie si presiunea gravitationala. Aceasta analiza a datelor ii va ajuta sa-si consolideze intelegerea conceptelor de presiune si sa-si dezvolte abilitatile de interpretare a rezultatelor experimentale.

In timpul evaluarii, elevii pot, de asemenea, sa discute despre precizia masuratorilor si despre eventualele erori experimentale. Aceasta reflectie ii va incuraja sa gandeasca critic si sa identifice posibilele surse de erori, consolidandu-si astfel abilitatile de investigare stiintifica.