Ζυγός σύγκρισης

Φύλλο εργασίας 3 – Μέτρηση μάζας-βάρους

Στη Φυσική Α Γυμνασίου, μαθαίνουμε για τη μάζα και το βάρος, τις διαφορές τους και τις μετρήσεις τους, στο Φύλλο Εργασίας 3 του βιβλίου “Η Φυσική με πειράματα”. Σκοπός του πειράματος είναι η εξοικείωση των μαθητών  με τα διαγράμματα.

Μάθημα 3. Μέτρηση Μάζας Βάρους

Η Φυσική με πειράματα Α Γυμνασίου – Φύλλο εργασίας 3

Θεωρία
Βρείτε όλη τη θεωρία σε φυλλάδια στο “Φυσική Α Γυμνασίου Θεωρία

Βάρος Β

  • Το  (γήινο) βάρος είναι η δύναμη που ασκεί η Γη στα σώματα.
  • Η βασική μονάδα μέτρησης του βάρους είναι το 1 Newton (1N).
  • Το όργανο μέτρησης του βάρους είναι το δυναμόμετρο.

 

  • Το βάρος δεν είναι παντού το ίδιο. Έτσι το βάρος ενός σώματος στη Σελήνη είναι το 1/6 του γήινου βάρους του.

Μάζα m

  • Η μάζα σχετίζεται με το πόση ύλη περιέχει το σώμα.
  • Η βασική μονάδα μέτρησης της μάζας είναι το κιλό ή αλλιώς χιλιόγραμμο (1 kg). Άλλες μονάδες είναι το γραμμάριο, το miligram, ο τόνος  κ.ο.κ.
  • Το όργανο μέτρησης της μάζας είναι ο ζυγός σύγκρισης. Δηλαδή συγκρίνουμε το σώμα που μετράμε με σταθμά γωστής μάζας.

scale-sketch-solidworks1

  • Η μάζα είναι σταθερή παντού.

 

Δοκίμασε πώς αλλάζει το βάρος ανάλογα με τον πλανήτη ενώ η μάζα παραμένει σταθερή.

ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΜΑΖΑΣ – ΒΑΡΟΥΣ

διαφορές μάζας βάρους

Σχέση μάζας βάρους

Εάν ξέρουμε τη μάζα ενός αντικειμένου σε κιλά, μπορούμε να βρούμε και το βάρος του  από τον τύπο: Β=mg

όπου το g είναι ένα φυσικό μέγεθος με αριθμητική τιμή περίπου 10m/s2 στην επιφάνεια της Γης.

Παράδειγμα: Ένα σώμα μάζας 50g τι βάρος έχει;

m=50g=0,05kg  και  B=mg=0,05 10 N=0,5N

Άσκηση

Πείραμα 1

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3 – ΠΕΙΡΑΜΑ 1

Μέτρηση μάζας με ζυγό σύγκρισης

Περιγραφή πειράματος

Διαθέτουμε ένα ζυγό σύγκρισης με ίσους βραχίονες, μία πλαστελίνη και σταθμά γνωστής μάζας.  Αν δεν έχουμε ζυγό σύγκρισης, κατασκευάζουμε έναν από μία κρεμάστρα με δύο πιατάκια κρεμασμένα στα άκρα της. Στο ένα πιατάκι βάζουμε το αντικείμενο που θέλουμε να μετρήσουμε, και στο άλλο βάζουμε διαδοχικά σταθμά. Όταν ισορροπήσει, προσθέτουμε τις μάζες των σταθμών και προκύπτει η μάζα του αντικειμένου.

Εφαρμογή

Τοποθετούμε στο ένα πιατάκι αντικείμενο άγνωστης μάζας και στο άλλο πιατάκι διαδοχικά σταθμά. Ισορροπεί τελικά με τα διπλανά σταθμά.

Πόση είναι η μάζα του άγνωστου αντικειμένου;

Λύση

1o100g
2o100g
3o50g
4o50g

 

Προσομοίωση

Η Προσομοίωση, αυτή μπορεί να μας βοηθήσει να αναπαράγουμε στο σπίτι μας το πείραμα 1 που κάναμε στο εργαστήριο. Τοποθετήστε διάφορα σταθμά στη δεξιά πλευρά και όταν ισορροπήσει ο ζυγός προσθέστε τα για να υπολογίσετε τη μάζα του αντικειμένου στην αριστερή πλευρά.

Πείραμα 2

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3 – ΠΕΙΡΑΜΑ 2

Διάγραμμα μάζας-επιμήκυνσης ελατηρίου

Περιγραφή πειράματος

Διαθέτουμε ένα ελατήριο, ένα χάρακα και σταθμά γνωστής μάζας.   Τοποθετούμε το μηδέν του χάρακα στην άκρη του ελατηρίου που κρέμεται από σταθερό σημείο. Τοποθετούμε διαδοχικά γνωστά σταθμά και σημειώνουμε σε πίνακα τις τιμές μάζας και επιμήκυνσης. Στο τέλος, κάνουμε ένα διάγραμμα με τις τιμές αυτές.

Εφαρμογή

Πραγματοποιείτε το πείραμα 2, στο Φύλλο Εργασίας 3 της Φυσικής Α Γυμνασίου: τοποθετείτε διαδοχικά μάζες στο ελατήριο, μετράτε τις επιμηκύνσεις του ελατηρίου και τις σημειώνετε στο διπλανό πίνακα.

Να σχεδιάσετε με τις τιμές του πίνακα ένα διάγραμμα μάζας – επιμήκυνσης ελατηρίου στο μιλιμετρέ σας.

Λύση

ΜΑΖΑ (γραμ.) ΕΠΙΜΗΚΥΝΣΗ ΔL (εκατ.)
00
1005
20010
30015
40020
50025

 

Προσομοίωση

Η Προσομοίωση, αυτή,  μπορεί επίσης να μας βοηθήσει να αναπαράγουμε στο σπίτι μας το πείραμα 2 που κάναμε στο εργαστήριο. Τοποθετήστε διαδοχικά τα γνωστά σταθμά σημειώνοντας τις τιμές μάζας και επιμήκυνσης σε πίνακα.

(Εναλλακτικά, μπορείτε να ανοίξετε και αυτή την προσομοίωση).
Στη συνέχεια, σημειώστε τις τιμές σε ένα μιλιμετρέ και ενώστε τις με μία ευθεία.

Πείραμα 3

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3 – ΠΕΙΡΑΜΑ 3

Υπολογισμός άγνωστης μάζας από το διάγραμμα

Περιγραφή πειράματος

Διαθέτουμε ένα ελατήριο, ένα χάρακα και μία πλαστελίνη άγνωστης μάζας, καθώς και το διάγραμμα μάζας επιμήκυνσης του ελατηρίου. Για να υπολογίσουμε τη μάζα της πλαστελίνης, ανατρέχουμε στο διάγραμμα  και βρίσκουμε στην ευθεία την τιμή της μάζας που αντιστοιχεί στην επιμήκυνση του ελατηρίου.

Προσομοίωση

Τοποθετήστε την άγνωστη μάζα, μετρήστε την επιμήκυνσή της, και από το διάγραμμα βρείτε την τιμή της μάζας.

Εφαρμογή

Χρησιμοποιούμε τα γνωστά σταθμά και σχεδιάζουμε το διπλανό διάγραμμα. Από το διάγραμμα να υπολογίσετε τη μάζα ενός άγνωστου αντικειμένου που προκαλεί επιμήκυνση 2εκατοστά.

Λύση

Διάγραμμα Φύλλο εργασίας3

 

Ασκήσεις

Εδώ θα βρείτε όλες τις ασκήσεις πάνω στη μάζα και το βάρος που προκύπτουν από την εφαρμογή των πειραμάτων.

α) Κάνοντας το πείραμα 1, ο ζυγός ισορρόπησε με τα εξής σταθμά.

1o100g
2o100g
3o50g
4o50g

Πόση είναι η μάζα του άγνωστου αντικειμένου;
Λύση

β) Να υπολογίσετε πόσο βάρος έχει ένα σώμα μάζας  150g στη Γη.
Λύση

γ) Κάνοντας το πείραμα 2 πήραμε τις παρακάτω τιμές.

ΜΑΖΑ m (γραμ.)ΕΠΙΜΗΚΥΝΣΗ ΔL (εκατ.)
00
1005
20010
30015
40020
50025

Να σχεδιάσετε το διάγραμμα επιμήκυνσης – μάζας.
Λύση

δ) Με βάση αυτό το διάγραμμα να βρείτε πόση μάζα έχει ένα σώμα που έχει επιμήκυνση 2 εκατοστά.
Λύση

 

Quiz
Πρόταση αξιολόγησης από το ΦΩΤΟΔΕΝΤΡΟ.

quiz φύλλο εργασίας 3

10 σχόλια στο Φύλλο εργασίας 3 – Μέτρηση μάζας-βάρους

  1. Σας ευχαριστώ πολύ όλους γιατί έκανα μια πολύ καλή επανάληψη πριν από τις εξετάσεις.????

  2. καλησπερα σας πως μπορω να αποδειξω στα παιδια οτι το βαρος δεν ειναι ιδιοτητα του σωματος? με βαση το εποικοδομητικο μοντελο
    Η εναλλακτικη ιδεα των πειδιων ειναι οτι ενα σωμα πεφτει γιατι ειναι η ιδιοτητα του που το κανει να πεφτει

  3. καλησπερα σας πως μπορω να αποδειξω στα παιδια οτι το βαρος δεν ειναι ιδιοτητα του σωματος? με βαση το εποικοδομητικο μοντελο
    Η εναλλακτικη ιδεα των παιδιων ειναι οτι ενα σωμα πεφτει γιατι ειναι η ιδιοτητα του που το κανει να πεφτει

    1. Καλησπέρα,
      Καταρχάς πρέπει να διευκρινιστεί η έννοια φυσική ιδιότητα της ύλης. Η ιδιότητα είναι κάτι που εξαρτάται μόνο από την ποσότητα του υλικού ( όπως μάζα, όγκος, μήκος ή σχήμα) ή από το ίδιο το υλικό (σημείο ζέσεως, σημείο τήξεως, πυκνότητα, χρώμα). Ένα ορισμένο σώμα, λοιπόν, έχει ορισμένες ιδιότητες οι οποίες δεν αλλάζουν.
      θα μπορούσε κανείς να αποδείξει ότι το βάρος δεν είναι ιδιότητα με την εις άτοπον απαγωγή. Αν θεωρήσουμε ότι είναι ιδιότητα του σώματος, όπως η μάζα, θα έπρεπε να παραμένει αμετάβλητο όπου και να το μετρήσουμε. Δυστυχώς στα πλαίσια της τάξης δε μπορούμε να κάνουμε πείραμα σε διαφορετικούς τόπους, αλλά ζητάμε στα παιδιά να φανταστούν το βάρος στη Σελήνη ή στο διάστημα. Το Χόλυγουντ (κυρίως), οι προσομοιώσεις (όπως η παραπάνω του Σιτσανλή) και συζητήσεις στο δημοτικό βοηθούν ώστε να μην τους ξενίζει το γεγονός ότι στη Σελήνη το βάρος είναι μικρότερο. Αφού το βάρος δεν έχει σταθερή τιμή που να εξαρτάται μόνο από το σώμα, αλλά εξαρτάται από τον τόπο, είναι προφανές ότι δεν αποτελεί ιδιότητα της ύλης.

  4. Ο εποικοδομητικός τρόπος, λοιπόν, είναι: βασιζόμενοι στην προϋπάρχουσα έννοια της δύναμης και της μέτρησης, πραγματοποιούμε το εικονικό πείραμα μέτρησης βάρους σε διαφορετικούς πλανήτες ώστε να διαπιστώσουν οι μαθητές ότι το βάρος μεταβάλλεται, άρα δε μπορεί να είναι ιδιότητα της ύλης. Όσο για την εναλλακτική ιδέα ότι “το σώμα πέφτει γιατί είναι ιδιότητά του να πέφτει” δεν την έχω βρει κάπου στη βιβλιογραφία, αλλά αν τη συναντήσατε, πιστεύω ότι εύκολα αναμορφώνεται με μία συζήτηση πάνω στο τι προκαλεί η δύναμη. Για να αρχίσει να κινείται ένα σώμα πρέπει να του ασκηθεί δύναμη, τη δύναμη που το κάνει να πέφτει τη λέμε βάρος. Αυτή θα ήταν η δική μου προσέγγιση, περιμένω με ενδιαφέρον κι άλλες προτάσεις.

  5. Βοηθάει πάρα πολύ στο να κάνεις μια καλή επανάληψη!!!τα λέιε κατανοητά χωρίς να δυσκολεύεσαι να τα καταλάβεις

  6. Έχω μια ερώτηση για το πείραμα 1 (μέτρηση της μάζας αντικειμένου άγνωστης μάζας – πλαστελίνης). Στο βιβλίο της Α’ Γυμνασίου, εμπεριέχεται στο πείραμα ο τρόπος κατασκευής της κρεμάστρας σε ζυγό σύγκρισης. Αν μας ζητούσαν να περιγράψουμε το πείραμα 1, θα έπρεπε να περιγράψουμε και αυτήν την κατασκευή;

    1. Εγώ δεν το θεωρώ απαραίτητο. Δεν έχει σχέση με τη Φυσική. Για άλλο καθηγητή, έχει να κάνει με τη διατύπωση της ερώτησης. Αν λέει διαθέτετε ένα ζυγό σύγκρισης κλπ, προφανώς δε χρειάζεται να το περιγράψετε. Αν σας λέει διαθέτετε μία κρεμάστρα, πιατάκια κλπ τότε θα πρέπει να το περιγράψετε.
      Η γνώμη μου είναι ότι μπορεί ένας φυσικός να θέλει το παιδί να μπορεί να το ΦΤΙΑΞΕΙ μία κατασκευή, αλλά δε θα υπάρχει κάποιος που να τον ενδιαφέρει να ΠΕΡΙΓΡΑΨΕΙ γραπτά μία κατασκευή.

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *