Jedes Objekt nimmt Platz ein. Die Menge an Raum, die ein Objekt einnimmt, wird als Volumen bezeichnet. Für Objekte mit einer einfachen geometrischen Form (z. B. Kugeln, Würfel usw.) kann das Volumen mit einer Formel berechnet werden. Beispielsweise lautet die Formel für das Volumen einer Kugel (4/3) * pi * radius ^ 3. In realen Experimenten und im täglichen Leben haben Objekte jedoch selten eine einfache geometrische Form, und es gibt keine einfache Formel zur Bestimmung des Volumens. Daher ist ein besserer Ansatz als eine Dimensionsanalyse erforderlich.
Wir werden die Wasserverdrängung verwenden, um das Volumen kleiner, unregelmäßig geformter Haushaltsgegenstände zu berechnen. Stellen Sie sich eine mit Wasser gefüllte Badewanne vor. Wenn Sie in die Badewanne steigen, verdrängen Sie ein Wasservolumen, das dem Volumen Ihres untergetauchten Körpers entspricht. Dies liegt daran, dass Sie jetzt den Platz einnehmen, den das Wasser zuvor eingenommen hat. Dieses Prinzip nennt man das Archimedes-Prinzip. Mit diesem Konzept kann das Volumen eines beliebigen Objekts berechnet werden.
Nach diesem Prinzip berechnen wir das Volumen eines Haushaltsgegenstands, der in einen Messbecher passt.
Um das Volumen eines kleinen Haushaltsgegenstands zu berechnen, benötigen Sie fünf Dinge:
1. Ein Messbecher mit deutlich markierten Intervallen, die das Volumen in Millilitern definieren
2. Ein dunkler Marker
3. Notizpapier
4. Bleistift / Stift
5. Ein Objekt, das in den Messbecher passt (wir berechnen das Volumen dieses Objekts) *
* Einige sehr kleine Objekte (z. B. Büroklammern, Nadeln usw.) verdrängen nicht genügend Wasser, um eine gute Messung durchzuführen (weitere Informationen finden Sie im letzten Schritt "Weitere Untersuchungen").
Die Gesamtkosten aller dieser Artikel betragen weniger als 10 USD, ohne das zu messende Objekt.
Das Experiment sollte nicht länger als zehn Minuten dauern. Es ist schnell und einfach!
HINWEIS:
Stellen Sie sicher, dass Ihr Objekt wasserdicht ist.
Zubehör:
Schritt 1: Überprüfen Sie, ob das Objekt in den Messbecher passt
Um das Volumen eines Objekts zu berechnen, muss es in den Messbecher passen und sein vollständig eingetaucht wenn der Messbecher mit Wasser gefüllt war.
Schritt 2: Platzieren Sie das Objekt in der Tasse
Schritt 3: Füllen Sie die Tasse mit gerade genug Wasser, um das Objekt vollständig zu bedecken
Hinweis: Die hier verwendete Wassermenge ist unabhängig vom Volumen des Objekts. Stellen Sie sicher, dass der endgültige Wasserstand im Messbecher die Abmessungen des Messbechers nicht überschreitet.
Schritt 4: Führen Sie eine Messung durch
Zeichnen Sie eine Linie auf der Außenseite des Messbechers mit der dunklen Markierung auf der Höhe des Wassers im Becher. Die Linie sollte auf dem gezeichnet werden Milliliter-Seite des Messbechers.
Schritt 5: Entfernen Sie das Objekt und führen Sie eine weitere Messung durch
Entfernen Sie den Gegenstand und zeichnen Sie auf der Höhe der neuen Wasserlinie eine weitere dunkle Linie auf den Messbecher. Stellen Sie sicher, dass diese Zeile befindet sich unterhalb der ersten Zeile auf der Milliliterseite des Messbechers. Gießen Sie das Wasser aus der Spüle, wenn Sie fertig sind. Dadurch werden die Linien besser erkennbar.
Schritt 6: Zeichnen Sie die Lautstärke in jeder Zeile auf
Holen Sie sich jetzt das Papier und Bleistift oder Stift. Zeichnen Sie die Lautstärke in der oberen dunklen Linie auf. Stellen Sie sicher, dass die Lautstärke, die Sie aufnehmen, in Millilitern angegeben ist. Wenn die dunkle Linie auf dem Messbecher keine klare Linie aufweist, schätzen Sie den Wert nach besten Kräften. Wiederholen Sie dies für die unterste Zeile.
Schritt 7: Subtrahieren Sie die niedrigere Zahl von der höheren Zahl, um die Lautstärke zu ermitteln
Nun, da Sie zwei Werte für das Volumen in Millilitern haben, subtrahieren Sie die niedrigere Zahl von der höheren Zahl. Diese Differenz ist das Volumen des Objekts in Millilitern.
Beachten Sie Folgendes, um in eine nützlichere Menge umzurechnen 1 Milliliter = 1 Kubikzentimeter. Sie kennen jetzt das Volumen Ihres Objekts in Kubikzentimetern!
Schritt 8: Weitere Untersuchungen mit einem Messzylinder
Führen Sie zur genaueren Volumenmessung denselben Vorgang mit einem Messzylinder anstelle eines Messbechers durch. Dies führt zu genaueren Messungen, da der Messzylinder eine höhere Messgenauigkeit aufweist.
* Bei sehr kleinen Objekten ist dies die einzige Möglichkeit, deren Volumen mithilfe der Archimedes-Methode genau zu messen, da Messzylinder die erforderliche Genauigkeit aufweisen, um die geringe Wasserverdrängung zu messen, die diese Objekte verursachen.
