Maddelerin yoğunluğunun incelenmesi lise fiziği dersinde başlar. Bu kavram, fizik ve kimya derslerinde moleküler kinetik teorinin temellerinin daha ileri sunumunda temel olarak kabul edilir. Maddenin yapısını, araştırma yöntemlerini incelemenin amacı, dünya hakkında bilimsel fikirlerin oluşması olarak kabul edilebilir.
Dünyanın tek bir resmiyle ilgili ilk fikirler fizik tarafından verilir. 7. sınıf, araştırma yöntemleri, fiziksel kavramların ve formüllerin pratik uygulaması hakkındaki en basit fikirler temelinde maddenin yoğunluğunu inceler.
Fiziksel araştırma yöntemleri
Bildiğiniz gibi, gözlem ve deney, doğa olaylarını inceleme yöntemleri arasında ayırt edilir. Doğa olaylarının gözlemleri ilkokulda öğretilir: basit ölçümler yapılır, genellikle bir “Doğa Takvimi” tutulur. Bu öğrenme biçimleri, çocuğu dünyayı keşfetme, gözlemlenen fenomenleri karşılaştırma, neden-sonuç ilişkilerini belirleme ihtiyacına yönlendirebilir.
Ancak, yalnızca eksiksiz bir deney, genç araştırmacıya doğanın sırlarını ortaya çıkarması için gereken araçları verebilir. Deneysel, araştırma becerilerinin gelişimi uygulamalı derslerde ve laboratuvar çalışmaları sırasında gerçekleştirilir.
Fizik dersindeki bir deney, uzunluk, alan, hacim gibi fiziksel niceliklerin tanımlarıyla başlar. Aynı zamanda matematiksel (bir çocuk için oldukça soyut) ve fiziksel bilgi arasında bir bağlantı kurulur. Çocuğun deneyimine hitap etmek, uzun süredir bildiği gerçeklerin bilimsel bir bakış açısıyla ele alınması, onda gerekli yetkinliğin oluşmasına katkıda bulunur. Bu durumda öğrenmenin amacı, yeniyi bağımsız olarak kavrama arzusudur.
Çalışma Yoğunluğu
Sorunlu öğretim yöntemine uygun olarak dersin başında iyi bilinen bir bilmece sorabilirsiniz: “Hangisi daha ağırdır: Bir kilo hav mı yoksa bir kilo dökme demir mi?” Elbette 11-12 yaşındakiler bildikleri bir soruya rahatlıkla cevap verebilirler. Ama konunun özüne değinmek, kendine özgülüğünü ortaya koyabilmek, yoğunluk kavramına yol açar.
Bir maddenin yoğunluğu, hacminin bir biriminin kütlesidir. Genellikle ders kitaplarında veya referans kitaplarında verilen maddelerin yoğunluk tablosu, bir maddenin toplam hallerinin yanı sıra maddeler arasındaki farkları değerlendirmenize olanak tanır. Daha önce tartışılan katıların, sıvıların ve gazların fiziksel özelliklerindeki farklılığın bir göstergesi, bu farklılığın yalnızca parçacıkların yapısında ve karşılıklı düzenlenmesinde değil, aynı zamanda bir maddenin özelliklerinin matematiksel ifadesinde de açıklanması, farklı bir seviyeye fizik çalışması.
Tablo, çalışılan kavramın fiziksel anlamı hakkındaki bilgileri pekiştirmenizi sağlarmadde yoğunluğu. Çocuk, “Belirli bir maddenin yoğunluk değeri ne anlama gelir?” sorusuna cevap vererek, Bunun 1 cm3 (veya 1 m) kütle olduğunu anlar. 3) maddeler.
Yoğunluk birimleri konusu daha bu aşamada gündeme getirilebilir. Farklı referans sistemlerinde ölçü birimlerini dönüştürmenin yollarını düşünmek gerekir. Bu, statik düşünceden kurtulmayı, başka konularda da diğer hesap sistemlerini kabul etmeyi mümkün kılar.
Yoğunluğun belirlenmesi
Doğal olarak, fizik çalışması problem çözmeden tamamlanamaz. Bu aşamada hesaplama formülleri girilir. 7. sınıf fizikteki yoğunluk formülü, muhtemelen çocuklar için niceliklerin ilk fiziksel oranıdır. Sadece yoğunluk kavramlarının çalışılması nedeniyle değil, aynı zamanda problem çözme yöntemlerinin öğretilmesi gerçeği için de özel önem verilmektedir.
Bu aşamada, fiziksel bir hesaplama problemini çözmek için algoritma, temel formülleri, tanımları, kalıpları uygulama ideolojisi belirlenir. Öğretmen, fizikte yoğunluk formülü gibi bir oran kullanarak, problemin analizini, bilinmeyeni aramanın yolunu, ölçü birimlerini kullanmanın özelliklerini öğretmeye çalışıyor.
Problem çözme örneği
Örnek 1
540 g kütleli ve 0,2 dm hacimli bir küpün hangi maddeden yapıldığını belirleyin3.
ρ -? m=540 g, V=0,2 dm3 =200 cm3
Analiz
Sorunun sorusundan yola çıkarak, küpün yapıldığı malzemeyi belirlememize yardımcı olacağını anlıyoruz.katılar için yoğunluk tablosu.
Sonuç olarak, maddenin yoğunluğunu belirleyelim. Tablolarda bu değer g/cm3 olarak verilmiştir, bu nedenle dm3 translated'den cm3'ye hacim.
Karar
Tanım gereği: ρ=m: V.
Bize verilenler: hacim, kütle. Maddenin yoğunluğu hesaplanabilir:
ρ=540g: 200cm3=2,7g/cm3, bu da alüminyuma karşılık gelir.
Cevap: küp alüminyumdan yapılmıştır.
Diğer miktarların belirlenmesi
Yoğunluk hesaplama formülünü kullanmak, diğer fiziksel nicelikleri belirlemenizi sağlar. Kütle, hacim, hacimle ilişkili cisimlerin doğrusal boyutları görevlerde kolayca hesaplanır. Geometrik şekillerin alanını ve hacmini belirlemek için matematiksel formüller bilgisi görevlerde kullanılır, bu da matematik çalışma ihtiyacını açıklamayı mümkün kılar.
Örnek 2
Kaplama için 5 g bakır kullanıldığı biliniyorsa, yüzey alanı 500 cm olan bir parçayı kaplayan bakır tabakanın kalınlığını belirleyin2.
h - ? S=500cm2, m=5g, ρ=8,92g/cm3.
Analiz
Maddelerin yoğunluk tablosu, bakırın yoğunluğunu belirlemenizi sağlar.
Yoğunluk hesaplama formülünü kullanalım. Bu formülde, lineer boyutların belirlenebileceği bir maddenin hacmi vardır.
Karar
Tanım olarak: ρ=m: V, ancak bu formülde istenen bir değer yok, bu yüzden kullanıyoruz:
V=S x h.
Ana formülde yerine koyarsak, şunu elde ederiz: ρ=m: Sh, nereden:
h=m: S xρ.
Hesapla: h=5 g: (500 cm2 x 8, 92 g/cm3)=0,0011 cm=11 mikron.
Cevap: Bakır tabakanın kalınlığı 11 mikrondur.
Yoğunluğun deneysel olarak belirlenmesi
Fizik biliminin deneysel doğası, laboratuvar deneyleri sırasında gösterilir. Bu aşamada deney yapma, sonuçlarını açıklama becerileri kazanılır.
Maddenin yoğunluğunu belirlemek için pratik görev şunları içerir:
- Bir sıvının yoğunluğunu belirleme. Bu aşamada, daha önce dereceli silindir kullanmış olan kişiler, formülü kullanarak bir sıvının yoğunluğunu kolayca belirleyebilirler.
- Düzenli şekilli katı bir cismin yoğunluğunu belirleme. Benzer hesaplama problemleri zaten düşünüldüğünden ve hacimlerin cisimlerin doğrusal boyutlarıyla ölçülmesinde deneyim kazanıldığından, bu görev de şüphesizdir.
- Düzensiz şekilli katı bir cismin yoğunluğunu belirleme. Bu görevi yaparken düzensiz şekilli bir cismin hacmini bir beher kullanarak belirleme yöntemini kullanıyoruz. Bu yöntemin özelliklerini bir kez daha hatırlamakta fayda var: Katı bir cismin hacmi cismin hacmine eşit olan bir sıvıyı yerinden etme yeteneği. Ayrıca, görev standart bir şekilde çözülür.
Artan karmaşıklık soruları
Bedenin yapıldığı maddeyi belirlemeleri için adamları davet ederek görevi karmaşıklaştırabilirsiniz. Bu durumda kullanılan maddelerin yoğunluk tablosu ile çalışabilme ihtiyacına dikkat etmenizi sağlar.arka plan bilgisi.
Deneysel problemleri çözerken, öğrencilerin fiziksel aletleri kullanma ve ölçü birimlerini dönüştürme alanında gerekli miktarda bilgiye sahip olmaları gerekir. Çoğu zaman bu, en fazla sayıda hataya ve eksikliğe neden olan şeydir. Belki de fizik çalışmasının bu aşamasına daha fazla zaman verilmelidir, araştırma bilgisini ve deneyimini karşılaştırmanıza izin verir.
Yığın Yoğunluğu
Saf bir maddenin incelenmesi elbette ilginçtir, ancak saf maddeler ne sıklıkla bulunur? Günlük hayatta karışımlar ve alaşımlarla karşılaşırız. Bu durumda nasıl olunur? Yığın yoğunluğu kavramı, öğrencilerin maddelerin ortalama yoğunluk değerlerini kullanma tipik hatasını yapmalarını önleyecektir.
Bir maddenin yoğunluğu ile kütle yoğunluğu arasındaki farkı erken aşamada görmek, hissetmek için bu konuya açıklık getirmek son derece gereklidir. Bu farkı anlamak, daha ileri fizik çalışmalarında gereklidir.
Yığın malzemeler söz konusu olduğunda bu fark son derece ilginçtir. Çocuğun, ilk araştırma etkinliği sırasında malzemenin sıkıştırılmasına, tek tek parçacıkların (çakıl, kum, vb.) boyutuna bağlı olarak yığın yoğunluğunu incelemesine izin vermek mümkündür.
Maddelerin bağıl yoğunluğu
Çeşitli maddelerin özelliklerinin karşılaştırılması, bağıl değerlere göre oldukça ilginçtir. Maddenin bağıl yoğunluğu bu niceliklerden biridir.
Genellikle, bir maddenin bağıl yoğunluğu şu şekilde belirlenir:damıtılmış suya doğru. Belirli bir maddenin yoğunluğunun bir standardın yoğunluğuna oranı olarak, bu değer bir piknometre kullanılarak belirlenir. Ancak bu bilgi okuldaki doğa bilimleri dersinde kullanılmaz, derin çalışma için ilginçtir (çoğunlukla isteğe bağlıdır).
Olimpiyat fizik ve kimya çalışma seviyesi, “bir maddenin hidrojene göre göreceli yoğunluğu” kavramından da etkilenebilir. Genellikle gazlara uygulanır. Bir gazın nispi yoğunluğunu belirlemek için, incelenen gazın molar kütlesinin hidrojenin molar kütlesine oranı bulunur. Göreceli moleküler ağırlığın kullanımı hariç değildir.
