Η ΦΥΣΙΚΗ ΜΕ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ Α’ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ Συγγραφική ομάδα: Γεώργιος Θεοφ. Καλκάνης, Ουρανία Γκικοπούλου, Ευστράτιος Καπότης, Δημήτριος Γουσόπουλος, Ματθαίος Πατρινόπουλος, Παναγιώτης Τσάκωνας, Παναγιώτης Δημητριάδης, Λαμπρινή Παπατσίμπα, Κωνσταντίνος Μιτζήθρας, Αθανάσιος Καπόγιαννης, Δημήτριος Ι. Σωτηρόπουλος, Σάββας Πολίτης και τα μέλη των συγγραφικών ομάδων των βιβλίων "Φυσικά - Ερευνώ και Ανακαλύπτω" της Ε’ και Στ’ τάξης του δημοτικού σχολείου, από τα οποία έχει αντληθεί ένα μεγάλο μέρος του υλικού των φύλλων εργασίας. Φύλλο Εργασίας 3 Μετρήσεις Μάζας – Τα Διαγράμματα

α. Παρατηρώ, Πληροφορούμαι Ενδιαφέρομαι Συμπληρωματικά αναφέρεται ότι συνήθως χρειαζόμαστε και μετράμε τη μάζα των σωμάτων (σε χιλιόγραμμα ή γραμμάρια). Αν θέλουμε να υπολογίσουμε και το βάρος τους, συνήθως πολ/ζουμε τη μάζα (σε χιλιόγραμμα) επί έναν αριθμό που είναι περίπου ίσος με 9,8 και προκύπτει το βάρος (σε Newton). Ο αριθμός 9,8 αντιπροσωπεύει τη γήινη βαρύτητα και εξαρτάται από το πόσο μακριά βρίσκεται το σώμα από το κέντρο της γης.

β. Συζητώ, Αναρωτιέμαι, Υποθέτω Γίνεται σύγχυση μεταξύ μάζας και βάρους, καθώς και των μονάδων τους. Αναφερόμαστε στο βάρος των σωμάτων ενώ εννοούμε τη μάζα τους, δεδομένου ότι χρησιμοποιούμε μονάδες μάζας (συνήθως, γραμμάρια ή χιλιόγραμμα). Ευκταίο είναι να καταλήξουν σε υποθέσεις για τη μέτρηση της μάζας με την ισορροπία των ζυγών ή με την επιμήκυνση δυναμόμετρων, καθώς και για τον υπολογισμό του βάρους. Επισημαίνεται ότι πολλά από τα δυναμόμετρα είναι βαθμολογημένα σε μονάδες βάρους και μετράνε κατευθείαν το βάρος. MS.010.x ΓΕ.100.x

Γ. ΕΝΕΡΓΩ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΖΟΜΑΙ Σταθμά μάζες σταθμών (σε γραμμάρια) μάζα αντικειμένου (σε γραμμάρια) 1Ο  50   55  2Ο 5  3Ο 4Ο 5Ο Άθροισμα Μαζών  55 Τοποθέτησε σε ένα από τα πιατάκια ένα μικρό αντικείμενο (πχ. τη μπάλα από πλαστελίνη) του οποίου θέλεις να μετρήσεις τη μάζα. Ισορρόπησε τον αυτοσχέδιο ζυγό σου σε οριζόντια θέση προσθέτοντας διάφορα σταθμά στο άλλο πιατάκι. Γράψε στον παρακάτω πίνακα τις μάζες όλων των σταθμών και άθροισέ τες. Το άθροισμα των σταθμών που χρησιμοποίησες ισούται με την τιμή της μάζας του αντικειμένου που ζύγισες.

Υπολόγισε, με τη βοήθεια του/της καθηγητή/τριάς σου, από τις τιμές της μάζας τις τιμές του βάρους καθενός από τα σταθμά, καθώς και την τιμή του βάρους του αντικειμένου που ζύγισες. Ο υπολογισμός του βάρους του (σε Newton) γίνεται με τον πολλαπλασιασμό της τιμής της μάζας (σε χιλιόγραμμα) επί 9,8. Εναλλακτικά, μπορεί να υπολογιστεί από το άθροισμα των βαρών των σταθμών ζύγισης που χρησιμοποιήθηκαν. Ενδεικτικά, το βάρος των σταθμών ζύγισης υπολογίζεται από τις τιμές των μαζών τους: 1 γραμμάριο (gr) = 1 : 1000 χιλιόγραμμα (kg) = 0,001 kg -> 0,001 kg x 9,8 = 0,0098 Newton, 2 gr= 2 : 1000 kg= 0,002 kg-> 0,002 kg x 9,8 = 0,0196 Newton, … 100 gr= 100 : 1000 kg= 0,1 kg-> 0,1 kgx 9,8 = 0,98 Newton κ.ο.κ. Συμπληρωματικά ή αν δεν έχουμε σταθμά μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε κέρματα: 0,01 € =2,3gr = 2,3/1000 kg = 0,0023 kg=0,0023x9,8Newton=0,02254 Newton 0,02€=3,1gr = 3,1/1000 kg = 0,0031 kg=0,0031x9,8 Newton=0,03038 Newton 0,05€=3,9gr=3,9/1000 kg = 0,0039 kg=0,0039x9,8 Newton=0,03822 Newton 0,20€=5,7gr=5,7/1000 kg=0,0057 kg=0,0057x9,8 Newton=0,05586 Newton 0,50€=7,8 gr=7,8/1000 kg=0,0078 kg=0,0078x9,8 Newton=0,07644 Newton 1€=7,5 gr=7,5/1000 kg=0,0075 kg=0,0075x9,8 Newton=0,0735 Newton 2€=8,5 gr=8,5/1000 kg=0,0085 kg=0,0085x9,8 Newton=0,0833 newton

Πείραμα 2-Υπολογισμός άγνωστης μάζας. Από τις ακόλουθες ενδεικτικές πειραματικές τιμές μάζας (σε γραμμάρια) και επιμήκυνσης (σε εκατοστά του μέτρου): (10 και 1,9), (20 και2,9), (30 και 3,9), (40 και 5,4), (50 και 6,7), (60 και 7,9), (70 και 8,9), (80 και 10,6), (90 και 11,40), (100 και 13) προκύπτει το διπλανό ενδεικτικό διάγραμμα. Εξυπακούεται ότι αν ελεγχθεί το σημείο ισορροπίας χωρίς σταθμά (0 και 0) πρέπει να περιληφθεί στο διάγραμμα. Ο εκπαιδευτικός μπορεί να επισημάνει ότι σπάνια μια γραμμή που προκύπτει από πειραματικές μετρήσεις «περνάει» από όλα τα σημεία, πρέπει όμως να περνάει «ανάμεσά» του κατά το δυνατό (υπόμνηση, όχι απαραίτητα, της θεωρίας ελαχίστων τετραγώνων). Κρεμώντας στο ελατήριο το σώμα που θέλεις να υπολογίσεις τη μάζα του, τη βρίσκεις από το διάγραμμα μετρώντας την επιμήκυνση.

Συγκέντρωσε πληροφορίες για τη μέτρηση της μάζας με άλλους τρόπους και όργανα: Η μάζα ενός αντικειμένου μπορεί να μετρηθεί με ηλεκτρονικές ζυγαριές μέσω της παραμόρφωσης ενός κρυστάλλου. Επίσης, από τη μέτρηση του χρόνου ταλάντωσής του όταν προσαρτάται σε ένα ελατήριο και εξαναγκάζεται σε ταλάντωση. Η μέτρηση της μάζας των άστρων γίνεται από τη μέτρηση του μήκους και της περιόδου της τροχιάς τους. Πολλές φορές η μάζα των σωματιδίων του μικρόκοσμου υπολογίζεται με τη μέτρηση της ενέργειας τους και με βάση την αρχή της ισοδυναμίας μάζας – ενέργειας.