Metody wyznaczania gęstości ciał (ciecze, ciała stałe) przy pomocy Prawa Archimedesa i Pascala

Zanim zacznę omawianie metod wyznaczania gęstości przy pomocy Prawa Archimedesa oraz Prawa Pascala, chciałabym krótko wyjaśnić, czym jest samo pojęcie gęstości oraz krótko scharakteryzować postacie, o których mowa powyżej.

Gęstość (masa właściwa) - masa jednostki objętości, dla substancji jednorodnych określana jako stosunek masy (m) do objętości (V):
p=m/V

Dla substancji niejednorodnych zależy od punktu substancji i określana wówczas jako granica stosunku masy do objętości, gdy objętość obejmuje coraz mniejsze objętości obejmujące punkt:
p=dm/dV
gdzie m oznacza masę ciała (jako funkcję objętości), zaś V jego objętość.

Jednostki gęstości: kilogram na metr sześcienny - kg/m3 (układ SI), kg/l, g/cm3 (CGS).

Gęstość jest cechą charakterystyczną substancji, a w określonych warunkach standardowych stanowi jedną z najważniejszych cech substancji - służy do obliczania masy i ciężaru określonej objętości substancji.
m=pV
Gęstość ciał stałych wyznacza się przez ich ważenie, przy wyznaczaniu gęstości cieczy stosuje się areometry. Aerometry stosowane w cieczy o znanej gęstości mogą służyć do wyznaczania gęstości ciał stałych. Przy wyznaczaniu gęstości gazów stosuje się metody ważenia naczyń z gazem o różnym ciśnieniu gazu.

Gęstość większości substancji zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury (jednym z wyjątków jest woda w temperaturze poniżej 4°C) zjawisko to wynika z rozszerzalności cieplnej ciał. Podczas przemian fazowych gęstość zmienia się skokowo, podczas krzepnięcia zazwyczaj wzrasta (najbardziej znanymi wyjątkami są woda, żeliwo, ołów).

Archimedes – żył w latach ok. 287-212 p.n.e., grecki matematyk, fizyk i wynalazca; jeden z najwybitniejszych uczonych starożytności.

Żył w Syrakuzach na Sycylii. Był synem astronoma i spędzał życie na studiowaniu geometrii oraz opracowywaniu nowych typów maszyn.
Jego najsłynniejszym wynalazkiem był przenośnik ślimakowy, zwany śrubą Archimedesa, służący do transportu w górę wody lub ziarna. Do dzisiaj, w okolicach gdzie nie ma pomp stosuje się go do nawadniania pól.

Odkrył również zasadę działania dźwigni i bloków. Był twórcą podstaw statyki (zasada dźwigni) i hydrostatyki (prawo Archimedesa i jego słynne: "Eureka"), podał metody obliczania objętości brył i pól figur, oszacował dość dokładnie liczbę pi.

Budował machiny obronne; w czasie II wojny punickiej kierował obroną Syrakuz. Przypisuje mu się wynalezienie wielokrążka, dźwigu do podnoszenia i wywracania do góry dnem rzymskich statków, oraz zwierciadeł kulistych, które - skupiając promienie słoneczne - podpalały rzymską flotę.

Był konstruktorem największego okrętu starożytności "Syrakuzja", o długości 150 metrów.

Zabity przez żołnierza rzymskiego po zdobyciu Syrakuz. Na jego kamieniu nagrobnym wyryto cylinder zawierający kulę - na znak, że zmarły był wielkim matematykiem.

Blaise Pascal urodził się 19 czerwca 1623 w Clermont-Ferrand we Francji. Jego matka Antoinette Begon, zmarła gdy miał trzy lata, ojciec Étienne Pascal (1588–1651) przeprowadził się z rodziną do Paryża. Blaise miał dwie siostry: Ojciec Pascala sprowadzał do swego domu prywatnych nauczycieli. Młody naukowiec przebywał w towarzystwie wybitnych osobistości, takich jak: Marin Mersenne, Pierre de Fermat, Gilles de Roberval, Gérard Desargues, Claude Mydorge, Pierre Gassendi i Descartes, kształcąc się i rozwijając swe zainteresowania. Blaise Pascal odznaczał się nieprzeciętnymi zdolnościami już w wieku młodzieńczym. W wieku 16 lat napisał krótką rozprawę o przecięciach stożkowych oraz odkrył twierdzenie Pascala. W wieku 24 lat odkrył prawo ciśnienia w cieczach tzw. Prawo Pascala oraz rachunek prawdopodobieństwa. Poświęcił się początkowo studiom matematycznym i fizycznym (pierwszy użył barometru do oznaczenia wzniesienia nad poziom morza). W roku 1640 rodzina Pascalów przeniosła się do Rouen, gdzie Blaise pomagał swemu ojcu w prowadzeniu księgowości. Wskutek nieszczęśliwego wypadku, którego padł ofiarą na moście Neuilly, skierował swój umysł w stronę zagadnień filozoficzno-religijnych. W roku 1656 zerwał z paryskim życiem towarzyskim i osiedlił się w pobliżu Port-Royal, zbliżył się do jansenistów i oddał studiom religijno - filozoficznym. Zaczął utrzymywać bliskie kontakty z klasztorem Port-Royal w Paryżu, jednym z największych centrów jansenizmu. Zmarł 19 sierpnia 1662 roku wyczerpany chorobami w Paryżu.

Pobierz załącznik
1. Wyznaczanie gęstości regularnych brył i cieczy
2. Zastosowanie prawa Archimedesa do wyznaczania gęstości
3. Zastosowanie prawa Pascala do wyznaczania gęstości