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        自制液體密度計

        2024-12-31 00:00:00
        天天愛科學·科學未來 2024年12期
        關鍵詞:深度

        工具/原料:

        玻璃管或透明吸管、小石塊、細線、刻度尺、紙張、筆、膠帶、水、食用油、橙汁

        方法/步驟:

        繪制刻度

        卷起紙張,以刻度尺作為參照,繪制好刻度并塞入玻璃管中。這一步驟要遵循以下幾點:

        (1)大刻度在下,小刻度在上。

        (2)刻度分布不是均勻的,要做到上方較稀疏,由上至下漸漸變得緊密。

        (3)沒有零刻度。

        科學原理

        液體密度計的刻度總體遵循“上小下大,上疏下密”的原則。液體密度計受到的浮力等于自身重力,用公式表示就是:

        F(浮力)=G(重力)

        將公式延展,可以得出:

        ρgV排=mg

        ρ=液體密度

        g=常數,約為9.8N/kg

        V=液體密度計浸入液體中的體積,可表示為V排

        m=液體密度計質量

        求液體密度計浸入液體中體積的方法:

        V排=S(液體密度計的橫截面積)h(液體密度計浸沒在水中的深度)

        由此能推導出完整的公式:ρgSh=mg

        液體密度計制作完成后,質量不會改變,因此在液體中漂浮時受到的浮力也不會改變,始終與液體密度計的重力相等。當檢測的液體密度越小,液體密度計浸沒在水中的深度就越深(即h越大),反之檢測的液體密度越大,密度計浸沒在水中的深度就越淺(即h越?。?。這也就是所謂的“上小下大”。

        同時,該公式可以推算出反比例函數:

        由此可以看出,當密度變化的量相同時,h的變化量是不同的。密度越小的地方,h變化越大;密度越大的地方,h變化越小。這也就是刻度線 “上疏下密”的原因。

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