일반 물리학 - 물체의 밀도 측정

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일반 물리학 - 물체의 밀도 측정
1.제목
- 물체의 밀도 측정

2.목적
- 아르키메데스의 원리를 이용하여 물체의 부피와 같은 물의 무게를 측정함으로써 고체의 비중을 구하고 Hare 장치를 이용함으로써 액체의 밀도를 측정한다.

3.이론 및 방법수정
- 천칭에 의한 고체의 비중 측정
4℃의 순수한 밀도와 어떤 물질의 밀도와의 비를 그 물질의 비중이라고 한다. 4℃의 물의 밀도는 1이므로 어떤 물질의 비중은 그 물질의 밀도를 나타낸다. 비중을 알고자 하는 물체의 무게는 , 그 물체와 같은 부피를 가진 온도 t℃의 물의 무게는 , 물의 비중을 라고 하면 이 물체의 비중 는 다음과 같다.
(1)
Hare 장치에 의한 액체의 밀도 측정
도립 U자형 유리관 A와 B를 두 종류의 액체에 세우고 핀치코크 E와 F를 열고 고 무관으로 공기를 조금씩 뽑아내면 비커 C와 D에 들어있는 두 종류의 액체가 유리 관 속으로 올라온다. 이때 두 유리관 속의 액체의 높이를 각각 , 두 액체의 밀도를 각각 , 유리관 속의 압력을 , 대기압을 라 하면
(2)
가 된다.
핀치코크 E와 F를 약간 열었다가 다시 닫아서 유리관 속의 압력을 으로 변화시 켰을 때 두 유리관 속의 액체의 높이를 각각 , 이라고 하면
(3)
이다. 식 (2)와 (3)으로부터
(4)
따라서 압력 일 때 액체의 높이 , 와 압력 일 때의 높이 , 를 측정 하고 주어진 온도에서의 를 알면 식 (4)를 이용하여 를 구할 수 있다.

4.실험방법

- 물보다 무거운 고체의 비중 측정
1. 물체를 실로 매달아 공기 중에서의 무게 를 잰다.
2. 물체를 비커에 담긴 물속에 넣고 물속에서 그 물체의 무게 를 잰다.
3. 물의 온도는 실험을 시작하기 전 과 후의 온도 의 평균값으로 한다.
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