ازمایش شناوری :)

http://loveyourself2.blogfa.comابزار و وسایل مورد نیاز

1-استوانه مدرج2-بشر3-آب4-قطعه های شناور5-نیروسنج6-وزنه7-تشت آب

 

تئوری آزمایش

نیروی شناوری(به انگلیسی:force Buoyancy)

نیروی برآیند وارد از یک طرف یک سیال ساکن بر جسمی 

است که در آن فرو رفته یا شناور است تعریف می شود.

نیروی شناوری همواره به طور قائم و رو به بالا اثر می کند.

قانون ارشمیدس:

ارشمیدس(287-212 قبل از میالد) مبانی این قانون را 

کشف کرد که چنین بیان شده است:

هر سیالی به جسمی که در آن قرار گرفته (جزئی یا کامل)نیروی شناوری وارد می کند.اندازه این نیرو برابر وزن 

سیال جابجا شده است. نکته جالب اینکه شمل جسم فرو رفته در آب اهمیت ندارد و مستقل از شکل ظاهری جسم 

نیروی شناوری رفتار یگانه دارد . از قانون ارشمیدس پیروی می کند.وقتی 

نیروی ارشمیدس از نیروی وزن بیشتر باشد جسم روی سطح آزاد شاره 

شناور می شود و وقتی نیروی وزن جسم از نیروی ارشمیدس بیشتر باشد 

جسم درون شاره غرق می شود.شاره لزوما آب نیستو می تواند هر مایع 

یا گازی باشد.

هدف از آوردن این آزمایش در کتاب آزمایشگاه این است که نشان دهیم 

در بسیار از موارد به سادگی می توان برای پرسش ها و مسایلی که به

صورت تئوری مطرح می شود آزمایش طراحی کرد و با تجربه و آزمایش به نتیجه و یا جواب آن پی برد.بعد از 

انجام این آزمایش مشاهده می شود که در حالت 2 میزان فرورفتگی در آب بیشتر است.

دستور کار

1-دهانه مخروطی شکل یک بطری پالستیکی را جدا کنید و دو سر تکه نخی را درون قسمت مخروطی بطری 

پالستیکی قرار دهید.در بطری را طوری ببندید که قسمت میانی نخ به صورت حلقه درآید.

2-وزنه ی 200 گرمی(یا هر جسم دیگری)را به نخ بیاویزید.

3-مجموعه را در آب درون یک ظرف بزرگ شناور کنید.سطح آب درون ظرف را روی بدنه بطری نشانه گذاری 

کنید.

 

نتیجه

هدف از آوردن این آزمایش در کتاب آزمایشگاه این است که نشان دهیم در بسیار از موارد به سادگی می توان برای 

پرسش ها و مسایلی که به صورت تئوری مطرح می شود آزمایش طراحی کرد و با تجربه و آزمایش به نتیجه و یا 

جواب آن پی برد.بعد از انجام این آزمایش مشاهده می شود که در حالت 2 میزان فرورفتگی در آب بیشتر است

ازمایش اقیانوسی از هوا :))))

 

هدف آزمایش: درک فشار هوای پیرامونمان

وسایل مورد نیاز: قوطی خالی نوشابه آلمینیومی -اجاق گاز یا اجاق برقی-انبرک مخصوص آشپزی-

دستکش-کاسه-آب سرد

شرح آزمایش:

الف - برای از بین بردن مواد لزج و نامطبوعی که از نوشابه باقی مانده است، آن را شستشو می دهیم.

ب - کاسه را با آب سرد پرمی کنیم) هرچقدر سردتر باشد بهتر است(

پ - به قوطی خالی نوشابه، یک قاشق غذا خوری آب اضافه می کنید)فقط به اندازه ای که کف قوطی را

بپوشاند(.

ت - زمانی که اجاق گاز خاموش است، قوطی را روی آن می گذاریم.کمی بعد صدای حباب های آب در

حال جوش رامی شنویم و بخار آبی که از قوطی بلند می شود را می بینیم. به گرم کردن قوطی تا یک

دقیقه دیگر ادامه می دهیم.

ث -با انبرک، قوطی را از روی اجاق برمی داریم،آن را سر و ته می کنیم و دهانه ی قوطی را به داخل کاسه

آب فرو می بریم.

ج - با انبرک قسمت پایین قوطی را محکم می گیریم به طوری که کف دستانمان به سمت باال باشد. با

یک حرکت سریع قوطی را از روی شعله برمی داریم، آن را سر و ته می کنیم و به داخل آب سرد فرو میبریم.)خیلی سریع این کار را انجام می دهیم.(

چ - قوطی به معنای واقعی کلمه مچاله می شود.

پاسخ به سوال:

در اینجا دلیل علمی مچاله شدن قوطی بیان می شود. قبل از گرم کردن، قوطی پر از آب و هوا

بود. با جوشاندن، آب آن از حالت مایع به گاز تبدیل شد. بخار آب، هوای درون قوطی را خارج

می کند و خودجای آن را می گیرد. وقتی قوطی سر و ته شد و در آب قرار گرفت، بخار آب

متراکم شده و دوباره تبدیل به آب مایع می شود. مولکول های آب در حالت مایع بیشتر از حالت

گاز، به هم نزدیک هستند. همه ی بخار آب موجود در قوطی به یک یا دو قطره مایع تبدیل می

شود که فضای خیلی کمتری را اشغال می کند. و در واقع داخل قوطی خالء ایجاد می شود.

لذا قوطی که گاز داخل آن خالی شده نمی تواند فشار زیادی را که از طرف هوا به دیواره های

خارجی اعمال می شود را تحمل کند، بنابراین فشار هوای وارد شده از بیرون قوطی، برای مچاله

کردن آن کافیست. فشار هوا واقعا قدرتمند است!یک نکته دیگر، اگر به قوطی سر و ته شده از

نزدیک نگاه کنید، خواهید دید که آب سرد موجود در کاسه از قوطی باال می رود. این اتفاق

دقیقا مانند زمانیست که با نی چیزی می نوشید. اگرچه اینطور می گوییم که ما مایع را با نی به

سمت باال می مکیم، اما در واقع این طور نیست. بلکه هوای بیرونی به سطح مایع پایینی فشار

وارد می کند. وقتی هوای داخل دهانتان را کاهش می دهید (همان عمل مکیدن) فشار هوای

بیرونی بیشتر از هوای درون دهانتان می شود و نوشابه از نی به سمت دهانتان باال می آید. همین

اتفاق برای قوطی هم می افتد. نیرویی که بر آب سرد وارد می شود باعث باال رفتن آن در قوطی

می شود.

نتیجه:فشار هوا وجود داردوبسیار قدرتمنداست ولی چون بر تمام جهات بدنمان وارد می شود آنرا حس نمی کنیم.

ازمایش چگال جامدات

 

وسایل آزمایشگاهی مورد نیاز برای انجام آزمایش :

 

1- آبفشان ( پیست )  

 

2- استوانه مدرج

 

3- ترازوی یك كفه ای

 

4- ترازوی دیجیتالی

 

5- سه قطعه فلزی

 

6- فویل آلومینیوم

 

شرح آزمایش انجام شده در آزمایشگاه :

 

ما ابتدا آبی كه در آبفشان بود را در داخل استوانه ی مدرج خالی كردیم ، سپس ماده ای بنام آلومینیوم كه تكه ای از فویل آن را كه دراختیار داشتیم با ترازوی دیجیتالی و سپس با ترازوی یك كفه ای وزن كردیم و سپس اعداد به دست آمده را روی كاغذ یادداشت نمودیم تا چگالی آن را طبق فرمول چگالی یعنی D=m/V به دست آوریم . با ترازوی دیجیتالی جرم قطعه فویل آلومینیوم را g6.9 و با ترازوی یك كفه ای g 6.8 بدست آوردیم . وقتی فویل ها را در استوانه مدرجی كه تا ارتفاع 80 میلی لیتر از آب پرشده بود ، انداختیم آب تا ارتفاع 83 ml در استوانه مدرج بالا آمد و ما سپس محاسبات زیر را برای بدست آوردن چگالی آلومینیوم انجام دادیم :                       

 

V=83-80=3 ml : m=6.9 g : D=6.9/3=2.3 g/ml =2300 kg/m3 با ترازوی دیجیتالی

 

V=83-80=3 ml : m=6.8 g : D=6.8/3=2.26 g/ml = 2260 kg/m3 با ترازوی یك كفه ای

 

در ادامه آزمایش ، برای بدست آوردن چگالی اجسام دیگر ، سه قطعه فلزی را مورد آزمایش قرار دادیم . این سه قطعه بشكل استوانه بودند كه جرم همه آنها را با استفاده از ترازوهای دیجیتالی و یك كفه ای ، بطور جداگانه بدست آوردیم . این سه قطعه را با هم وزن كردیم و هر سه قطعه را با هم در استوانه مدرج قرار دادیم تا حجم آنها را بدست آوریم . نتایج بدست آمده در مورد این اجسام بشرح زیر بود :

 

V=90-80=10 ml : m=27.9 g : D=27.9/10=2.79 g/ml = 2790 kg/m3 با ترازوی دیجیتالی

 

V=90-80=10 ml : m=28.1 g : D=28.1/10=2.81 g/ml=2810 kg/m3 با ترازوی یك كفه ای

نیروی بین ذرات

 

وسایل موردنیاز: لوله مویین ،دربطری ، آب، استون ،گلیسیرین ،ماژیک ضد آب

تئوری آزمایش : جلبدتوجه دانش آموزان به عظمت خلقت و نگاه دقیق به محیط اطراف،

استفاده از خاصیت موئینگی برای توضیح نیروی واندروالس یو هیدروژنی، بررس ی خواص و یژه

کشش سطحی آب ، جمع آوری داده و گرفتن میانگین همچنین تجز یه و تحلیل داده ها جهت

مقایسه میزان بالا رفتن مایع در لوله مویین ازتئوری وهدف آزمایش است.

شرح آزمایش : ابتدا ازهرماده به مقدار مساوی درون دربطری ها ریخته و سپس لوله مویین را

برای سه مرتبه دراین درهای بطری قرارمی دهیم وسپس دراین سه دفعه میزان باالآمدن

مایعات را باماژیک عالمت گذاری سپس اندازه گیری و یادداشتمی کنیم ودرآخرازاین اعداد

میانگین می گیریم.میانگین آزمایش به این شرح است: آب)17 میلی متر( ، گلیسیرین)16 میلی متر(

واستون)15 میلی متر( .

نتیجه گیری : ارتفاع آب در لوله مویین از بقیه مواد بیشتر است.

کشش سطحی مایعات

وسایل مورد نیاز:

مقوا یا چنگال 

سوزن

لیوان

اب 

1 . با استفاده از یک مقوای نازک یا چنگال سوزنی را به آرامی روی سطح آب داخل یک ظرف قرار دهید و با احتیاط مقوا یا چنگال را از زیر سوزن کنار ببریم

مشاهده خواهید کرد که :

سوزن در سطح آب شناور می ماند .

توضیح :

سوزن از مقدار آبی که می تواند جا به جا کند سنگینتر است و انتظار می رود در آب فرو رود . اما وجود یک پوسته نامرئی کشسان سوزن را شناور نگه می دارد . وقتی آب با هوا سطح مشترک پیدا می کنند ، تمام مولکولهای سطحی آب به همدیگر متصل شده لایه بسیار نازک پیوسته و پوست مانندی را بوجود می آورد .

2 . داخل ظرفی که سوزن روی سطح آن شناور است یک تکه صابون فرو کنید .

مشاهده خواهید کرد که :

سوزن فوراً پایین می رود .

توضیح :

صابون کشش سطحی را کاهش می دهد .

یکی از دلایلی که ما از صابون برای شستشو استفاده می کنیم ، همین است . با کاهش کشش سطحی ، آب صابون می تواند سطوح روغنی و چرب را خیس کند .

ملکول ها دست در دست هم

هدف از آزمایش  

 پیوند مولکولی بین مولکولی

(وسایل مورد نیاز )

1 -دو عدد لام

2 -یک لیوان آب رنگی (جوهر)

3 -گیره کاغذ

4 -کش

آزمایش :

دو عدد تیغه شیشه ای را روی هم قرار می دهیم ، آنها را به کمک یک عدد کش حلقه ای از طرف یکی از لبه ها هم می چسبانیم (وصل می کنیم ) ، در طرف دیگر بین دو تیغه شیشه ای ، یک عدد گره فلزی کاغذ قرار می دهیم به طوری که دو تیغه از هم فاصله داشته باشد .

سپس یک سر تیغه ها را به طور عمودی درون آب رنگی که قبال آماده کردیم نگه می داریم آنچه 

مشاهده می کنیم این است که آب رنگی در فاصله بین دو تیغه شیشه ای آرامی بالا می رود و بالا رفتن آب رنگی بین دو تیغه نشانگر وجود کشش بین مولکول های آب می باشد و همین امر باعث بالا رفتن آب رنگی می شود .