Đo thể tích vật rắn không thấm nước – Hướng dẫn chi tiết

Chào mừng bạn đến với vatly.edu.vn, nơi khám phá bí quyết đo thể tích vật rắn không thấm nước. Bài viết này sẽ hướng dẫn bạn qua các bước đơn giản để đo lường chính xác, mở ra hiểu biết mới về thế giới vật lý và ứng dụng thực tế của nó.

Bảng đơn vị đo thể tích và cách quy đổi thể tích

Bảng đơn vị đo thể tích

Cách quy đổi các đơn vị đo

1. Quy đổi từ đơn vị lớn sang đơn vị nhỏ:

Nhân số đo với giá trị tương đương của đơn vị cần quy đổi.

Ví dụ: Quy đổi 2 km³ sang m³.

2 km³ x 1.000.000.000 m³/km³ = 2.000.000.000 m³

2. Quy đổi từ đơn vị nhỏ sang đơn vị lớn:

Chia số đo cho giá trị tương đương của đơn vị cần quy đổi.

Ví dụ: Quy đổi 2.000.000.000 m³ sang km³.

2.000.000.000 m³ / 1.000.000.000 m³/km³ = 2 km³

Phân tích bảng đơn vị đo thể tích

• Bảng đơn vị đo thể tích được xây dựng dựa trên hệ thống đơn vị quốc tế (SI).
• Đơn vị cơ bản của thể tích là mét khối (m³).
• Các đơn vị khác được dẫn xuất từ mét khối bằng cách nhân hoặc chia với 10, 100, 1000,…
• Bảng đơn vị đo thể tích được sử dụng để đo lường dung tích của các vật thể, chất lỏng, khí,…

Hướng dẫn đo thể tích vật rắn không thấm nước và chìm trong nước 

Đo thể tích của vật rắn không thấm nước và chìm trong nước có thể thực hiện thông qua phương pháp dùng bình chia độ. Dưới đây là hướng dẫn chi tiết về cách thực hiện:

Chuẩn bị:

• Bình chia độ: Một bình trong suốt có vạch chia độ mịn, thường làm từ thủy tinh hoặc nhựa.
• Nước: Để đổ vào bình chia độ.
• Vật rắn không thấm nước: Đối tượng cần đo thể tích.

Các bước thực hiện:

Đổ nước vào bình chia độ:

• Đổ nước vào bình chia độ, đảm bảo mức nước cao hơn vật rắn dự định thả vào.
• Ghi lại mức nước ban đầu (V1).

Thả vật rắn vào bình:

• Nhẹ nhàng thả vật rắn không thấm nước vào bình chứa nước.
• Đảm bảo vật rắn hoàn toàn chìm dưới nước mà không chạm đáy bình.

Đọc mức nước mới:

• Sau khi thả vật vào, mức nước trong bình sẽ tăng lên.
• Ghi lại mức nước mới sau khi vật đã chìm hoàn toàn (V2).

Tính toán thể tích vật rắn:

• Sử dụng công thức: Thể tích của vật rắn = V2 – V1.
• Sự chênh lệch giữa mức nước ban đầu và sau khi thả vật vào chính là thể tích của vật đó.

Lưu ý: Đọc chính xác mức nước tại bề mặt lỏng, lưu ý tới hiện tượng mặt cong (meniscus) của nước. Tránh làm sóng hoặc văng nước ra khỏi bình khi thả vật vào để không ảnh hưởng đến kết quả đo.

Dụng cụ đo thể tích vật rắn không thấm nước

Để đo thể tích của vật rắn không thấm nước, có một số dụng cụ và phương pháp cơ bản sau đây:

Bình chia độ:

Là bình thủy tinh hoặc nhựa trong suốt có vạch chia độ chi tiết, cho phép đọc mức chất lỏng một cách chính xác. Thả vật rắn vào bình chứa nước và đo sự thay đổi mức nước, từ đó suy ra thể tích của vật rắn.

Bình tràn:

Bình tràn thường có một ống thoát nước ở một mức xác định. Khi thả vật rắn vào bình đầy nước, lượng nước tràn ra được đo là thể tích của vật rắn. Đặt một bình hoặc chậu nhỏ dưới ống thoát để hứng nước tràn, thả vật rắn vào bình tràn. Thể tích nước tràn ra tương đương với thể tích của vật.

Pipet, buret:

Dùng cho các vật nhỏ và yêu cầu độ chính xác cao, pipet và buret cho phép đo và chuyển một lượng chất lỏng chính xác từ bình này sang bình khác. Có thể sử dụng để thêm hoặc bớt nước chính xác từ bình chia độ khi thả vật rắn vào, giúp đo thể tích chính xác hơn.

Bình xi lanh đo

Tương tự như bình chia độ nhưng thường có dạng hình trụ, với vạch chia độ rõ ràng cho phép đo thể tích chính xác. Đo lượng nước ban đầu và sau khi thả vật vào, sự chênh lệch giữa hai lần đo chính là thể tích của vật rắn.

Lưu ý khi đo thể tích vật rắn không thấm nước và chìm trong nước

Khi đo thể tích của vật rắn không thấm nước và chìm trong nước, cần chú ý đến một số điểm quan trọng sau để đảm bảo kết quả đo được chính xác:

• Khi thả vật vào bình chứa nước, đảm bảo vật không chạm vào đáy bình vì điều này có thể ngăn nước bao quanh hoàn toàn vật, ảnh hưởng đến kết quả đo.
• Khi đọc mức nước trên bình chia độ, nhìn ngang tầm mắt với mức meniscus (đường cong mặt nước do hiện tượng dính ướt của nước) để đảm bảo đo chính xác. Luôn đọc giá trị tại điểm thấp nhất của meniscus khi sử dụng nước.
• Chọn bình chia độ hoặc bình đo với độ chia độ phù hợp với kích thước và thể tích mong muốn của vật để tối đa hóa độ chính xác.
• Nhiệt độ của nước có thể ảnh hưởng đến khối lượng riêng của nước, do đó có thể ảnh hưởng đến kết quả đo. Nếu cần độ chính xác cao, nên đo và ghi nhận nhiệt độ của nước.
• Để giảm thiểu sai số, thực hiện đo lường nhiều lần và lấy giá trị trung bình cộng làm kết quả cuối cùng.
• Khi thả vật vào nước, hãy chờ đợi cho đến khi mực nước ổn định trở lại sau khi có sóng hoặc dộng, trước khi đọc kết quả.
• Khi thả vật vào nước, làm như vậy một cách cẩn thận để tránh làm đứt gãy mặt nước hoặc tạo bọt khí bám vào vật, ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả đo.

Bài tập ứng dụng về đo thể tích vật rắn không thấm nước có đáp án

Bài tập 1: Bạn có một viên bi thép không thấm nước và muốn xác định thể tích của nó. Bạn có một bình chia độ chứa nước với dung tích đủ lớn và chính xác đến mỗi mililit (mL).

Bước 1: Bạn đổ nước vào bình chia độ và mức nước đạt 50 mL.

Bước 2: Sau đó, bạn cẩn thận thả viên bi thép vào bình. Mức nước trong bình chia độ tăng lên và dừng lại ở 56 mL.

Câu hỏi: Thể tích của viên bi thép là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải:

Để xác định thể tích của viên bi thép, bạn cần sử dụng phương pháp tràn nước. Thể tích của viên bi chính là lượng nước bị dịch chuyển khi bạn thả viên bi vào bình.

Thể tích viên bi \( V_{\text{bi}} \) được tính bằng công thức:

\[ V_{\text{bi}} = V_{\text{sau}} – V_{\text{trước}} \]

Trong đó:

– \( V_{\text{trước}} \) là mức nước ban đầu trong bình (trước khi thả viên bi vào).

– \( V_{\text{sau}} \) là mức nước sau khi thả viên bi vào.

Dựa vào thông tin từ bài toán:

– \( V_{\text{trước}} = 50 \, \text{mL} \)

– \( V_{\text{sau}} = 56 \, \text{mL} \)

Thay số vào công thức:

\[ V_{\text{bi}} = 56 \, \text{mL} – 50 \, \text{mL} = 6 \, \text{mL} \]

=> Thể tích của viên bi thép là 6 mL.

Bài tập 2: Trong giờ thực hành khoa học, một nhóm học sinh lớp 6 được yêu cầu đo thể tích của một quả cầu kim loại nhỏ, không thấm nước. Để thực hiện, họ sử dụng một bình tràn và một bình chứa nước.

Bước 1: Đổ nước đầy bình tràn. Nước dư sẽ tràn qua ống và chảy ra ngoài cho đến khi mực nước ổn định ngang với miệng ống thoát.

Bước 2: Đặt bình chứa dưới ống thoát của bình tràn để hứng nước tràn ra.

Bước 3: Nhẹ nhàng thả quả cầu kim loại vào bình tràn. Lượng nước tràn ra và được hứng trong bình chứa là thể tích của quả cầu kim loại.

Kết quả: Sau khi thả quả cầu vào, họ đo được 25 mL nước trong bình chứa.

Câu hỏi: Hỏi thể tích của quả cầu kim loại là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải:

Thể tích của quả cầu kim loại chính là lượng nước bị dịch chuyển và tràn ra khỏi bình tràn, được hứng bởi bình chứa.

Thể tích quả cầu kim loại \( V_{\text{cầu}} \) bằng lượng nước tràn ra và được đo bởi bình chứa:

\[ V_{\text{cầu}} = V_{\text{nước tràn}} \]

Trong đó:

– \( V_{\text{nước tràn}} \) là lượng nước được hứng trong bình chứa sau khi thả quả cầu kim loại.

Dựa vào kết quả đo được:

– \( V_{\text{nước tràn}} = 25 \, \text{mL} \)

Vậy: \[ V_{\text{cầu}} = 25 \, \text{mL} \]

=> Thể tích của quả cầu kim loại là 25 mL.

Qua bài viết này, vatly.edu.vn hy vọng bạn đã có cái nhìn rõ ràng hơn về cách đo thể tích vật rắn không thấm nước. Hãy áp dụng những kiến thức này vào thực tiễn và tiếp tục theo dõi chúng tôi để khám phá thêm nhiều bài học vật lý thú vị và hữu ích khác!