Измерение давления воздуха в баллоне шприца
Найдите площадь поршня одноразового шприца. Для этого измерьте расстояние между штрихами шкалы, соответствующими известному изменению объёма под поршнем. Измерьте атмосферное давление (при наличии одного барометра на класс снимите его показания). Наберите в баллон шприца 1 мл воздуха. Переверните шприц отверстием для иглы вверх и плотно закройте это отверстие (пальцем или кусочком пластилина). Подвесьте к штоку поршня с помощью нити груз массой 300 г. Используя то, что поршень шприца находится в равновесии, и пренебрегая массой поршня, найдите, каким стало давление воздуха в баллоне. Запишите результаты измерений и расчёты.
Измерение давления воздуха в баллоне шприца
Взяли шприц объёмом 3 мл. Измерили расстояние d между штрихами шкалы (1 см).
Найдём площадь поршня S по формуле $\frac{πd^{2}}{4}$:
S = $\frac{3,14\;*\;1\;см^{2}}{4}$ = 0,8 $см^{2}$
Далее с помощью барометра измерили давление $p_{а}$ в классе (760 мм рт. ст. = $10^{5}$ Па).
Набрали в баллон шприца 1 мл воздуха, закрыли отверстие для шприца пальцем и подвесили к штоку поршня нить с грузом m, равным 300 г (0,3 кг)
Сила тяжести груза:
$F_{т}$ = mg
Сила давления:
F = pS = (p − $p_{а}$) * S
Поскольку груз находится в равновесии, сила тяжести равна силе давления:
$F_{т}$ = F
mg = (p − $p_{а}$) * S, значит
p = $\frac{mg}{S}$ + $p_{а}$ = $\frac{0,3\;кг\;*\;10\;Н/кг}{0,8\;см^{2}}$ + 100 000 Па = 3,75 Па + 100 000 Па = 100 003,75 Па ≈ 100 004 Па
