본문/내용
1. 실험제목
고체의 비중측정 -천칭
2. 실험날짜
3. 실험조
4. 실험목적
아르키메데스의 원리를 이용하여 물체의 부피와 같은 물의 무게를 측정함으로써 고체의 비중을 구하는 것이다.
5. 실험기구
천칭, 물체(황동, 알루미늄, 철, 구리), 비커, 추, 온도계
6. 실험이론
아르키메데스의 원리란 유체 안에 있는 물체가 받는 부력에 대한 법칙으로 물 속에 있는 물체가 실제의 무게보다 가볍게 느껴지는 이유가 이 원리에의해 설명된다. 이 원리는 물질의 비중을 측정하는 기초가 된다.
4℃의 순수한 물의 밀도와 어떤 물질의 밀도와의 비를 그 물질의 비중이라고 한다. 4℃의 물의 밀도는 1g/㎤이므로 어떤 물질의 비중은 그 물질의 밀도를 나타냄을 알 수 있다.
이를 바탕으로 우리는 비중을 알고자 하는 어떤 물체의 무게 W, 그 물체와 같은 부피를 가진 온도 T℃의 물의 무게를 WT, 물의 비중을 ST라고 하면 이 물체의 비중 S는 다음과 같다.
우선 물보다 무거운 고체의 비중을 측정하였다. 이 실험에 사용된 사료명은 알루미늄원통이었다. 위의 실험 결과값에서 볼 수 있듯이 공기중의 무게 W는 100g, 물속에서의 무게 W‘은 64g, 62.5g 평균으로 구하자면 63.25g으로 측정되었다. 물의 온도 평균값으로는 9.75℃로 정확한 실험을위해선 4℃로 맞추어야 하지만 이는 어려움이 있었다. 아르키메데스의 원리에 의해서 W-W`은 물체와 같은 부피의 물이 무게가 되므로 물보다 무거운 고체의 비중을 구하는 식임을 알 수 있다.
7. 실험방법
①천칭의 영점을 맞춘다.
②물체를 천칭의 한쪽에 단다
③반대쪽에 추를 올려놓으면서 영점이 되는 순간의 추의 무게(W)를 잰다.
④물체와 추를 모두 내려놓는다.
⑤물체를 비커에 담긴 물 속에 넣어 잠기게 한다
⑥반대쪽에 추를 올려놓으면서 영점이 되는 순간의 추의 무게(W`)를 잰다
⑦아르키메데스의 원리에 의해서 W-W`는 물체와 같은 부피의 물의 무게가 된다