1. Medžiagos tankio nustatymas
Buivydiškių pagrindinė mokykla
Oskaras Žukauskas 7 klasė
mokytoja Irena Šauklienė
Konkursas: „Fizikos bandymai aplink mus 2016”

2. Turinys
Kas yra medžiagos tankis. Tankio matavimo vienetai. Tankio skaičiavimas
Kietųjų kūnų medžiagos tankio nustatymas
2.1 Taisyklingos formos kietieji kūnai
2.2 Netaisyklingos formos kietieji kūnai
2.3 Nevienalyčiai kietieji kūnai
Skysčių medžiagos tankio nustatymas
Dujų medžiagos tankio nustatymas
Kitų planetų vidutinio tankio nustatymas
Bandymas
Uždavinių sprendimo pavyzdžiai
Testas
Naudota literatūra

3. 1. Kas yra medžiagos tankis

4. 1.Tankio matavimo vienetai

5. 1.Tankio skaičiavimas

6. 2. Kietųjų kūnų medžiagos tankio nustatymas
Norint nustatyti kūno medžiagos tankį, turime žinoti jo tūrį ir masę
Kietųjų kūnų medžiagos tankio nustatymo būdas priklauso nuo kietojo kūno formos
Kietuosius kūnus, kurių forma yra taisyklinga ( t.y.: ritinys, rutulys, kubas, prizmė, piramidė ) yra nesunku išmatuoti ir, žinant jų išorinius matmenis, galima apskaičiuoti jų tūrį.
Kietųjų kūnų, kurie yra netaisyklingos ar sudėtingos formos, paprastai išmatuoti ir apskaičiuoti jų tūrio negalime. Jų tūrio nustatymui naudojami kiti metodai.
Kai kurie kietieji kūnai yra nevienalyčiai. Jų medžiagos struktūra yra porėta.

7. 2.1 Taisyklingos formos kietieji kūnai

8. 2.2 Netaisyklingos formos kietieji kūnai
Išvada:
remiantis metalų lydinių tankio lentele, apskaičiuotas tankis atitinka žalvario tankį

9. 2.3 Nevienalyčiai kietieji kūnai
Kai kurie kietieji kūnai yra sudaryti iš medžiagos, kuri savo struktūra yra nevienalytė, joje yra susiformavusios atviros arba uždaros ertmės pripildytos oro ar kitų dujų. Tokios ertmės yra vadinamos poromis.
Poros yra laikomos ertmės, kurių dydis yra nuo 1nm iki 1mm. Didesnės nei 1mm ertmės yra laikomos įtrūkimais arba tuštumomis.
Tokių kūnų „tikrasis“ medžiagos tankis turėtų būti skaičiuojamas vienalytėms kūno medžiagos dalims, atmetus tuščiavidurių porų tankį, o tai būtų per daug sudėtinga, nes tektų sunaikinti medžiagos struktūrą susmulkinant ją į smulkiausiais daleles t.y į miltelius.
80 kartų padidinta porcelianinės lėkštės mikrostruktūra, kurioje matomos atviros ir uždaros, burbuliukų formos, poros
Todėl paprastai tokių kūnų medžiagos tankis skaičiuojamas taip, kaip ir paprastų kietųjų kūnų, tik gaunama medžiagos tankio reikšmė yra vidutinė pačios medžiagos ir porose esančių dujų tankio reikšmė.

10. 3. Skysčių medžiagos tankio nustatymas
Skystis – tai taki medžiaga, neturinti pastovios formos. Jis lengvai užpildo bet kokio indo tūrį.
Dėl tokių savybių skysčio tūrio nereikia matuoti ar skaičiuoti, nes įpylus jį į žinomo tūrio indą, skysčio tūris bus lygus indo tūriui.
Tuomet pasvėrus žinomo tūrio skystį, galima apskaičiuoti jo tankį.
Skysčių medžiagos tankiui nustatyti gali būti taikomi įvairūs metodai ir prietaisai.

11. 3. Skysčių medžiagos tankio nustatymas
Skysčio medžiagos tankis gali būti nustatomas hidrometro pagalba.
Hidrometras – tai uždaras prietaisas, plūduriuojantis tiriamo skysčio paviršiuje, turintis sugraduotą viršūnėlę, kuri panyra mažiau arba daugiau priklausomai nuo tiriamo skysčio medžiagos tankio. Kuo didesnis skysčio tankis, tuo hidrometras panyra mažiau.
Tiriamo skysčio paviršiaus lygis hidrometro skalėje ir parodo skysčio tankio reikšmę.
Prietaiso trūkumai: pakankamai mažos skalės ribos, reikalingas palyginus didelis skysčio kiekis, kad jis galėtų plūduriuoti.
Hidrometras

12. 3. Skysčių medžiagos tankio nustatymas
Piknometras – tai laboratorinis prietaisas - indas su labai tiksliai nustatytu tūriu.
Skysčio tankio nustatymas panaudojant piknometrą atliekamas pirmiausiai pripildant jį tiriamu skysčiu. Piknometro dangtelyje yra specialus latakas, padarytas tam, kad uždarius dangtelį, visas perteklinis skysčio kiekis per jį pasišalintų ir prietaiso viduje liktų tik nustatytas skysčio kiekis. Tuomet indo viduje bus tiksliai žinomas tiriamo skysčio tūris. Toliau indas su skysčiu pasveriamas ir atmetus indo svorį sužinoma skysčio masė. O žinant masę ir tūrį apskaičiuojamas skysčio medžiagos tankis.
Prietaiso trūkumai: juo matuojamas ne tankis, o tūris. Tankis nustatomas skaičiuojant. Tankio nustatymas užtrunka ilgiau. Matavimai turi būti atliekami prie nurodytos temperatūros
Šis prietaisas gali būti naudojamas ne tik skysčių, bet ir miltelių pavidalo medžiagų tankiui nustatyti
Piknometras

13. 3. Skysčių medžiagos tankio nustatymas
Skysčio tankis taip pat gali būti nustatomas osciliaciniu densitometru.
Šis prietaisas veikia osciliaciniu arba vibracijos principu. U formos vamzdelio mechaninis osciliatorius vibruojamas osciliatoriaus rezonanso dažniu, kuris priklauso nuo jo masės. Į U formos vamzdelį įdėjus tiriamosios medžiagos, pakinta osciliatoriaus rezonansinis dažnis.
Rezonansinis dažnis priklauso nuo tiriamo skysčio masės: kuo masė didesnė, tuo rezonansinis dažnis yra žemesnis
Šis dažnio pokytis yra perskaičiuojamas į tiriamo skysčio medžiagos tankį.
Prietaiso trūkumai: prietaisas yra brangus
Osciliacinis densitometras

14. 4. Dujų medžiagos tankio nustatymas
Dujiniai kūnai, kaip ir skysčiai, neturi pastovios formos.
Dujos yra lakios. Jos pasklinda aplinkoje arba inde (ar patalpoje), į kurį yra suleidžiamos, ir užima visą jo tūrį.
Dujos yra labai spūdžios. Pučiant dviračio padangą iš pradžių ji būna subliūškusi, po to į gauna formą, o pučiant dar daugiau ji kietėja.
Dujų dalelės beveik neveikia viena kitos, atstumai tarp jų dideli. Dalelės laisvai ir greitai juda.
Dujų tankis, kaip ir skysčių tankis gali būti apskaičiuojamas padalinus dujų masę iš tūrio.
Tačiau dujų masė yra labai nedidelė, todėl dujas yra sudėtinga tiksliai pasverti.
Dujų dalelių judėjimo greitis, dujų tankis labai priklauso nuo temperatūros ir slėgio.
Atmosfera

15. 4. Dujų medžiagos tankio nustatymas
Baroskopas

16. 5. Kitų planetų vidutinio tankio nustatymas
Žinodami planetos masę ir jos tūrį galėtume apskaičiuoti jos tankį, tačiau įprastais būdais planetos pasverti ar jos išmatuoti negalime. Tuomet kaip mokslininkai nustato kitų planetų vidutinį tankį?
Pirmiausiai yra nustatomas atstumas nuo Žemės iki tiriamos planetos:
Išmatuojami kampai a ir b, bei atstumas B tarp stebėjimo taškų
Apskaičiuojamas atstumas iki planetos D

17. 5. Kitų planetų vidutinio tankio nustatymas
Žinant atstumą iki planetos toliau skaičiuojama planetos masė.
Remiantis mėnulio orbitos periodu ir mėnulio atstumu iki planetos yra randama mėnulio ir tiriamos planetos suminė masė.
Išmatuojamas kampas a ir orbitos periodas P.
Apskaičiuojamas orbitos dydis D ir tuomet planetos masės m ir mėnulio masės M suma. Mėnulio masė gali būti atmesta, nes paprastai jis būna gerokai mažesnis, nei planeta apie kurią jis skrieja.

18. 5. Kitų planetų vidutinio tankio nustatymas

19. 5. Kitų planetų vidutinio tankio nustatymas

20. 5. Kitų planetų vidutinio tankio nustatymas

21. SKIRTINGŲ VANDENS BŪSENŲ TANKIO PALYGINIMAS
6.Bandymas
SKIRTINGŲ VANDENS BŪSENŲ TANKIO PALYGINIMAS

22. 6.Bandymas Problema: Tikslas:
kaip namų sąlygomis palyginti skirtingų būsenų vandens tankį?
Tikslas:
palyginti skystos ir kietos būsenos vandens tankį.

23. 6.Bandymas Hipotezė: Tyrimo priemonės:
vanduo yra beveik nespūdi, taki medžiaga išstumianti į paviršių kūnus, kurių medžiagos tankis yra mažesnis, nei vandens.
Tyrimo priemonės:
stiklinė su vandeniu,
užšaldyto paprasto
vandens ledo kūbelis.

24. 6.Bandymas Tyrimo eiga: Imame stiklinę su vandeniu
Į stiklinę įmetame ledo kūbelį
Stebime rezultatą:
ledo kubelis plūduriuoja
vandens paviršiuje

25. 6.Bandymas
Išvados:
Atliktas bandymas patvirtina hipotezę, kad vanduo išstumia mažesnio medžiagos tankio kūnus ir įrodo, kad kietos būsenos, t.y. ledo, medžiagos tankis yra mažesnis už vandens tankį, nors abi medžiagos yra sudarytos iš tų pačių vandens molekulių.

26. 6.Bandymas Bandymą paaiškinanti teorija
Nors ledo vandens molekulės išsidėsto tvarkingai ir susijungia viena su kita ryšiais, tačiau tokioje struktūroje susidaro tuščių vietų, dėl to ledo tankis ir yra mažesnis nei vandens

27. 7.Uždavinių sprendimo pavyzdžiai

28. 7.Uždavinių sprendimo pavyzdžiai

29. 7.Uždavinių sprendimo pavyzdžiai

30. 7.Uždavinių sprendimo pavyzdžiai

31. 7.Uždavinių sprendimo pavyzdžiai

32. 8.Testas

33. 8.Testas

34. 8.Testas

35. 8.Testas
10. Ką galime pasakyti apie kūnus, žinodami jų medžiagų tankį?
palyginti tokio pat tūrio skirtingų medžiagų kūnų masę
apskaičiuoti kūno, kurio negalima pasverti, masę
apskaičiuoti kūno, kurio negalima išmatuoti, tūrį

36. 9.Naudota literatūra
Vladas Valentinavičius. Fizika. Vadovėlis 7 klasei. Kaunas: Šviesa, 2003.
Aušra Kynienė, Jolanta Gutauskaitė, Žana Kovaliūnienė, Petras Lozda, Rimantas Rozga. Spektras. Fizikos vadovėlis 7 klasei. Vilnius: Briedis, 2005.
Jūratė Blažienė, Violeta Šlekienė. Fizikos uždavinynas 7 klasei. Kaunas: Šviesa, 2008.
Regina Čekianienė. Fizikos laboratoriniai darbai ir eksperimentinės užduotys 7 klasei. Kaunas: Šviesa, 2008.
Palmira Pečiuliauskienė. Fizikos pratybos 7 klasei 1 dalis. Kaunas: Šviesa, 2008.
Larisa Gražienė, Rigonda Skorulskienė. Fizika 7 klasei, antrasis pratybų sąsiuvinis. Kaunas: Šviesa, 2011.
Fizikos svetainė
PhysicalGeography.net
Math and Science Activity Center
Excercises of Density

37. 9.Naudota literatūra
April Holladay. USA TODAY: “How scientists determine the composition of each planet” planets_x.htm
Astronomy Notes. Determining Planet Properties
Manual of Weighing Applications. Part1 Density. dam/DDM/Lab-Products-and-Services/Lab-Weighing/General/Brochures/BRO- DensityDeterminationManual-e.pdf
Mettler-Toledo, LLC. Comparision of different measuring techniques for density and refractometry. suring_methods_for_DERE.html
Anne Marie Helmenstine, Ph.D. “How To Calculate Density of A Gas”
NASA. Gas density.
Practical Physics. Measuring the density of air. air-3.html