Wagi na ostrzu noża Doświadczenia przeprowadziły Julia Czachorowska Alicja Grzybowska Małgorzata Rękawiecka Zadanie naszego zespołu to jak najdokładniejsze zważenie piórka Było to dla nas ogromne wyzwanie gdyż jesteśmy uczennicami I klasy gimnazjum i dopiero z ID: 816675
Download The PPT/PDF document ",,Fizyka da się lubić”-2017" is the property of its rightful owner. Permission is granted to download and print the materials on this web site for personal, non-commercial use only, and to display it on your personal computer provided you do not modify the materials and that you retain all copyright notices contained in the materials. By downloading content from our website, you accept the terms of this agreement.
Slide1
,,Fizyka da się lubić”-2017
Wagi na ostrzu noża
Doświadczenia przeprowadziły:
Julia Czachorowska, Alicja Grzybowska, Małgorzata
Rękawiecka
Slide2Slide3Zadanie naszego zespołu to jak najdokładniejsze zważenie piórka. Było to dla nas ogromne wyzwanie, gdyż jesteśmy uczennicami I klasy gimnazjum i dopiero zaczynamy naszą przygodę z fizyką. Zgodnie z regulaminem konkursu wagi zrobiłyśmy z materiałów znalezionych w domu, używając narzędzi z
przydo-mowego
garażu. Nasze wagi wykorzystują zasadę działania dźwigni dwustronnej.
Belki
profesjonalnych wag szalkowych oparte
są
na ostrzu pryzmatu. Myśląc „ostrze” przyszedł nam do głowy najbardziej ostry przedmiot domowego użytku, czyli nóż,
więc to
na ostrzu noża oparłyśmy
belki naszych wag i umieściłyśmy je w osłonie wykonanej z folii
stretch
. W celu określenia masy piórka wykonałyśmy trzy doświadczenia.
Slide4Doświadczenie 1: Waga z linijki
Slide5Slide6Niepewność pomiaru masy odważnika Niepewność pomiaru obliczmy jako niepewność względną ze wzoru:
Niepewność bezwzględna dla mniejszego odważnika , zatem
Niepewność bezwzględna dla większego odważnika , zatem
Dokładne obliczenia można znaleźć w pliku:
KrojczynObliczenia.xlsx
Slide7Wnioski: Doświadczenie
jest bardzo czasochłonne, ze względu na trudność prawidłowego ustawienia belki. Wymaga ogromnej precyzji przy przesuwaniu przedmiotów po linijce, gdyż wywołane drgania mogą przesunąć punkt podparcia. 1 mm linijki waży 96 mg, więc nawet minimalnie nierówne ramiona dadzą bardzo duży błąd. Wykonanie tych kilku pomiarów zajęło nam ponad godzinę.
Slide8Doświadczenie 2:
Waga z patyka do szaszłyków
Slide9Slide10Niepewność pomiaru obliczmy jako niepewność względną ze wzoru:
Niepewność
bezwzględna dla mniejszego odważnika , zatem
Niepewność bezwzględna dla większego odważnika , zatem
Dokładne obliczenia można znaleźć w pliku:
KrojczynObliczenia.xlsx
Każdy, kto chce zważyć piórko tak przygotowanymi wagami, może skorzystać z zaprogramowanej przez nas aplikacji dostępnej
na stronie naszej szkoły
http://gimkrojczyn.pl
/
w zakładce „Waga”
Slide11Wnioski:
Wydawało
się nam, że doświadczenie będzie łatwiejsze do wykonania i mniej czasochłonne niż pierwsze. Niestety patyk ciągle się ześlizguje, a jego okrągły kształt bardzo utrudnia stabilne ułożenie na ostrzu noża, przez co trudno nam było prawidłowo odczytać długość ramienia. Konsekwencją tego są
większe
błędy, niż w przypadku pierwszej wagi.
Slide12Doświadczenie 3:
Waga z klocków Lego
Do
wykonania wagi potrzebny jest kawałek płyty meblowej (lub deski), nóżki od starej pralki (lub śruby z nakrętkami), fragment teleskopowego kija od
mopa
(lub od miotełki do kurzu), mały kątownik, kawałek ostrza od noża do tapet (ok. 2 cm), kilka klocków Lego (po dwa jednakowe), dwie plastikowe miseczki od
dipów
z potraw „na wynos” (lub dwa wieczka od kawy mrożonej), nici, kilka cienkich śrub z nakrętkami, prosty patyk od szaszłyka, dwie metalowe końcówki od
długopisu
i odrobina plasteliny.
Slide13Slide14Przed przystąpieniem do ważenia należy ustawić podpórkę w
pionie, a belkę w równowadze przesuwając nakrętki. Wskazówka wypoziomowanej,
odaretowanej
i
nieobciążonej wagi powinna znajdować się w położeniu środka skali. Używając odważników 2 mg i
6
mg zrobić podziałkę. Dla naszej wagi po zaznaczeniu położenia wskazówki dla każdego z odważników (układanych kolejno na obu szalkach – metoda ważenia podwójnego
)
i równym podzieleniu odległości, określamy czułość
na 1 podziałka – 2
mg. Przy okazji wieszania szalek pojawił się pomysł wykonania odważników z nitek. Z informacji na opakowaniu wynika, że 1000 m nici waży 30 g. Zatem 1 m ma masę 30
mg. Popełniając przy cięciu błąd 1 mm, błąd masy wynosi 0,03 mg
. Nawet biorąc pod uwagę rozciągliwość nici i błąd 1cm czyli 0,3 mg, jest on mniejszy niż przy odważnikach
z papieru. Do wagi wykonałyśmy więc zestaw odważników nitkowych. Należy nakładać je pincetą.
Slide15Slide16Slide17Slide18Slide19Slide20Slide21Slide22Slide23Aby wyeliminować błąd, który mogłyby spowodować nierówne ramiona wagi, piórko ważyły dwie osoby, każda po 2 razy, kładąc je raz na prawej, raz na lewej szalce. Użyte odważniki to 2 x 20 mg, 10 mg lub 2 x 20 mg, 5 mg, 2 x 2
mg
. Zatem błąd ich masy to
lub
Ze względu na użyte odważniki i czułość wagi, ustalamy wynik pomiarów na
Wnioski:
Zbudowanie wagi zajmuje sporo czasu, lecz samo ważenie odbywa się najszybciej, w porównaniu z poprzednimi doświadczeniami. Popełniany jest też najmniejszy błąd. Gdybyśmy w doświadczeniach 1 i 2 użyły odważników nitkowych, to niepewność pomiarów byłaby mniejsza niż wcześniej, lecz i tak nadal czas potrzebny na zważenie zdecydowanie dłuższy niż w doświadczeniu 3.