Studi tentang kerapatan zat dimulai pada pelajaran fisika sekolah menengah. Konsep ini dianggap mendasar dalam presentasi lebih lanjut tentang dasar-dasar teori kinetik molekuler dalam mata kuliah fisika dan kimia. Tujuan mempelajari struktur materi, metode penelitian dapat diasumsikan sebagai pembentukan ide-ide ilmiah tentang dunia.
Gagasan awal tentang satu gambar dunia diberikan oleh fisika. Kelas 7 mempelajari kerapatan materi berdasarkan ide paling sederhana tentang metode penelitian, aplikasi praktis dari konsep dan rumus fisika.
Metode penelitian fisik
Seperti yang Anda ketahui, observasi dan eksperimen dibedakan di antara metode mempelajari fenomena alam. Pengamatan fenomena alam diajarkan di sekolah dasar: pengukuran sederhana dilakukan, seringkali mereka menyimpan "Kalender Alam". Bentuk-bentuk pembelajaran ini dapat mengarahkan anak pada kebutuhan untuk menjelajahi dunia, membandingkan fenomena yang diamati, mengidentifikasi hubungan sebab-akibat.
Namun, hanya eksperimen yang dilakukan sepenuhnya yang akan memberi peneliti muda alat untuk mengungkap rahasia alam. Pengembangan keterampilan eksperimental, penelitian dilakukan di kelas praktis dan selama kerja laboratorium.
Sebuah eksperimen dalam pelajaran fisika dimulai dengan definisi besaran-besaran fisika seperti panjang, luas, volume. Pada saat yang sama, koneksi dibuat antara matematika (cukup abstrak untuk anak) dan pengetahuan fisik. Banding pada pengalaman anak, pertimbangan fakta yang diketahuinya sejak lama dari sudut pandang ilmiah berkontribusi pada pembentukan kompetensi yang diperlukan dalam dirinya. Tujuan belajar dalam hal ini adalah keinginan untuk mandiri memahami hal yang baru.
Belajar Kepadatan
Sesuai dengan metode pengajaran yang bermasalah, di awal pelajaran, Anda dapat menanyakan teka-teki terkenal: "Mana yang lebih berat: satu kilogram bulu atau satu kilogram besi tuang?" Tentu saja, anak usia 11-12 tahun dapat dengan mudah menjawab pertanyaan yang mereka ketahui. Tetapi mengatasi esensi masalah, kemampuan untuk mengungkapkan kekhasannya, mengarah pada konsep kepadatan.
Kerapatan suatu zat adalah massa dari satuan volumenya. Tabel kepadatan zat, biasanya diberikan dalam buku teks atau buku referensi, memungkinkan Anda untuk mengevaluasi perbedaan antara zat, serta keadaan agregat suatu zat. Indikasi perbedaan sifat fisika zat padat, cair, dan gas, yang telah dibahas sebelumnya, penjelasan perbedaan ini tidak hanya dalam struktur dan susunan partikel, tetapi juga dalam ekspresi matematis dari karakteristik suatu zat, mengambil mempelajari fisika ke tingkat yang berbeda.
Tabel memungkinkan Anda untuk mengkonsolidasikan pengetahuan tentang arti fisik dari konsep yang dipelajarikepadatan zat. Anak, memberikan jawaban atas pertanyaan: "Apa arti nilai kerapatan suatu zat?", Memahami bahwa ini adalah massa 1 cm3 (atau 1 m 3) zat.
Masalah satuan massa jenis sudah dapat diangkat pada tahap ini. Penting untuk mempertimbangkan cara mengubah satuan pengukuran dalam sistem referensi yang berbeda. Hal ini memungkinkan untuk menyingkirkan pemikiran statis, untuk menerima sistem kalkulus lain dalam masalah lain juga.
Penentuan massa jenis
Secara alami, studi fisika tidak akan lengkap tanpa pemecahan masalah. Pada tahap ini, formula perhitungan dimasukkan. Rumus massa jenis dalam fisika kelas 7 mungkin merupakan rasio fisika pertama dari besaran-besaran untuk anak-anak. Hal ini diberikan perhatian khusus tidak hanya karena studi tentang konsep kepadatan, tetapi juga untuk fakta metode pengajaran untuk memecahkan masalah.
Pada tahap inilah algoritma untuk memecahkan masalah komputasi fisik diletakkan, ideologi penerapan rumus dasar, definisi, pola. Guru mencoba mengajarkan analisis masalah, cara mencari yang tidak diketahui, kekhasan penggunaan satuan ukuran dengan menggunakan rasio seperti rumus massa jenis dalam fisika.
Contoh penyelesaian masalah
Contoh 1
Tentukan bahan apa yang terbuat dari kubus bermassa 540 g dan volume 0,2 dm3.
ρ -? m=540 g, V=0.2 dm3 =200 cm3
Analisis
Berdasarkan pertanyaan soal, kami memahami bahwa ini akan membantu kami menentukan bahan dari mana kubus dibuattabel kepadatan untuk padatan.
Akibatnya, mari kita tentukan kerapatan materi. Dalam tabel nilai ini diberikan dalam g/cm3, jadi volume dari dm3 diterjemahkan ke cm3.
Keputusan
Menurut definisi:=m: V.
Kami diberikan: volume, massa. Massa jenis materi dapat dihitung:
ρ=540g: 200cm3=2.7g/cm3, yang sesuai dengan aluminium.
Jawaban: kubus terbuat dari aluminium.
Penentuan besaran lain
Menggunakan rumus kalkulasi densitas memungkinkan Anda menentukan besaran fisis lainnya. Massa, volume, dimensi linier benda yang terkait dengan volume mudah dihitung dalam tugas. Pengetahuan tentang rumus matematika untuk menentukan luas dan volume bentuk geometris digunakan dalam tugas, yang memungkinkan untuk menjelaskan perlunya mempelajari matematika.
Contoh 2
Tentukan tebal lapisan tembaga yang menutupi suatu bagian dengan luas permukaan 500 cm2 jika diketahui 5 g tembaga digunakan untuk pelapis.
h - ? S=500cm2, m=5g,=8.92g/cm3.
Analisis
Tabel kerapatan zat memungkinkan Anda menentukan kerapatan tembaga.
Mari kita gunakan rumus perhitungan kepadatan. Dalam rumus ini, ada volume suatu zat, berdasarkan mana dimensi linier dapat ditentukan.
Keputusan
Menurut definisi:=m: V, tetapi tidak ada nilai yang diinginkan dalam rumus ini, jadi kami menggunakan:
V=S x h.
Substitusi ke rumus utama, kita peroleh:=m: Sh, dari mana:
h=m: S x.
Hitung: h=5 g: (500 cm2 x 8, 92 g/cm3)=0,0011 cm=11 mikron.
Jawaban: Ketebalan lapisan tembaga adalah 11 mikron.
Penentuan densitas secara eksperimental
Sifat eksperimental ilmu fisika ditunjukkan dalam eksperimen laboratorium. Pada tahap ini, keterampilan melakukan percobaan, menjelaskan hasilnya diperoleh.
Tugas praktis untuk menentukan massa jenis materi meliputi:
- Menentukan massa jenis zat cair. Pada tahap ini, orang-orang yang telah menggunakan gelas ukur dapat dengan mudah menentukan massa jenis cairan menggunakan rumus.
- Menentukan massa jenis benda padat dengan bentuk beraturan. Tugas ini juga tidak diragukan lagi, karena masalah komputasi serupa telah dipertimbangkan dan pengalaman telah diperoleh dalam mengukur volume dengan dimensi linier benda.
- Menentukan massa jenis benda padat yang bentuknya tidak beraturan. Saat melakukan tugas ini, kami menggunakan metode penentuan volume benda yang bentuknya tidak beraturan menggunakan gelas kimia. Sangat berguna untuk mengingat sekali lagi ciri-ciri metode ini: kemampuan benda padat untuk menggantikan cairan yang volumenya sama dengan volume benda. Selanjutnya, tugas diselesaikan dengan cara standar.
Pertanyaan dengan kompleksitas yang meningkat
Anda dapat memperumit tugas dengan mengundang para pria untuk menentukan bahan dari mana tubuh dibuat. Tabel kepadatan zat yang digunakan dalam hal ini memungkinkan Anda untuk memperhatikan kebutuhan untuk dapat bekerja denganinformasi latar belakang.
Saat memecahkan masalah eksperimental, siswa harus memiliki jumlah pengetahuan yang diperlukan di bidang penggunaan instrumen fisik dan konversi satuan pengukuran. Seringkali inilah yang menyebabkan jumlah kesalahan dan kekurangan terbesar. Mungkin tahap studi fisika ini harus diberi lebih banyak waktu, ini memungkinkan Anda untuk membandingkan pengetahuan dan pengalaman penelitian.
Kepadatan Massal
Studi tentang zat murni tentu saja menarik, tetapi seberapa sering zat murni ditemukan? Dalam kehidupan sehari-hari, kita menemukan campuran dan paduan. Bagaimana menjadi dalam kasus ini? Konsep massa jenis akan mencegah siswa membuat kesalahan tipikal menggunakan nilai massa jenis rata-rata zat.
Sangat penting untuk mengklarifikasi masalah ini, memberi kesempatan untuk melihat, merasakan perbedaan antara massa jenis suatu zat dan massa jenis pada tahap awal. Memahami perbedaan ini diperlukan dalam studi fisika lebih lanjut.
Perbedaan ini sangat menarik dalam hal material curah. Dimungkinkan untuk memungkinkan anak mempelajari kerapatan curah tergantung pada pemadatan bahan, ukuran partikel individu (kerikil, pasir, dll.) selama kegiatan penelitian awal.
Kerapatan relatif zat
Perbandingan sifat berbagai zat cukup menarik berdasarkan nilai relatif. Kerapatan relatif materi adalah salah satu besaran ini.
Biasanya, kerapatan relatif suatu zat ditentukan olehmenuju air suling. Sebagai rasio kerapatan zat tertentu dengan kerapatan standar, nilai ini ditentukan menggunakan piknometer. Tetapi informasi ini tidak digunakan dalam pelajaran sekolah ilmu alam, menarik untuk dipelajari secara mendalam (paling sering opsional).
Tingkat Olimpiade dalam mempelajari fisika dan kimia juga dapat dipengaruhi oleh konsep "kerapatan relatif suatu zat terhadap hidrogen". Hal ini biasanya diterapkan pada gas. Untuk menentukan kerapatan relatif gas, rasio massa molar gas yang diteliti dengan massa molar hidrogen ditemukan. Penggunaan berat molekul relatif tidak dikecualikan.
