Μέτρηση του πάχους της στρώσης μιας μολυβιάς
ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΑΠΑΙΤΟΥΝΤΑΙ :
Ένα πολύμετρο
Ένας χάρακας
Ένα μηχανικό μολύβι
0,5mm.
ΕΚΤΕΛΕΣΗ:
Ίσως να φαίνεται αδύνατο να υπολογίσουμε το πάχος μιας μολυβιάς σ’ ένα φύλλο χαρτί και όμως όπως θα αναπτύξουμε παρακάτω είναι δυνατό, στηριζόμενοι στις αρχές που αναπτύξαμε παραπάνω και στις ηλεκτρικές ιδιότητες του μολυβιού.
Μ’ ένα μολύβι μηχανικό των 0,5mm φτιάχνουμε σ’ ένα φύλλο χαρτί ένα παραλληλόγραμμο όπως στο σχήμα
Μετράμε τις διαστάσεις του. Στο δικό μας πείραμα μετρήσαμε μήκος 5cm και πάχος 2,6mm. Με ένα ωμόμετρο μετρήσαμε την αντίσταση της μολυβιάς και τη βρήκαμε 650 ΚΩ. Στη συνέχεια βγάλαμε τη μύτη από το μολύβι και μετρήσαμε ότι το μήκος του μολυβιού των 5cm παρουσιάζει ωμική αντίσταση 3Ω. Αν υποθέσουμε ότι το συμπαγές μολύβι έχει ίδια ειδική αντίσταση με τη μολυβιά στο χαρτί, μια υπόθεση πολύ λογική, και καλέσουμε με χ το πάχος της μολυβιάς, θα έχουμε :
Άρα χ=3.5 10-7 mm
Μπορεί η τιμή που βρήκαμε να απέχει πολύ από την πραγματικότητα, αλλά με τη μέθοδο αυτή δίνουμε στο μαθητή μια ιδέα του πόσο έξυπνη μπορεί να είναι μια μέτρηση και του πως είναι δυνατό να μετράμε τόσο πολύ μικρά ή τόσο πολύ μεγάλα πράγματα.
Ένας δεύτερος τρόπος μέτρησης του πάχους της μολυβιάς είναι ο εξής:
Παίρνουμε μια μύτη ενός μηχανικού μολυβιού διαμέτρου 0,5mm και μετράμε το μήκος του. Στο δικό μας πείραμα μετρήσαμε το μήκος της μύτης ίσο με L1=3,37cm. Στη συνέχεια ζωγραφίζουμε στο τετράδιό μας ένα τετράγωνο πλευράς 5cm και το καλύπτουμε όσο το δυνατό ισοπαχώς με το μολύβι μας. Στη συνέχεια βγάζουμε τη μύτη του μολυβιού μας και μετράμε ξανά το μήκος της. Το βρήκαμε ίσο με L2=3,05cm. Από την αρχή διατήρησης της μάζας του μολυβιού θα πρέπει και ο όγκος του μολυβιού να παραμένει ο ίδιος. Έτσι ο όγκος του κυλίνδρου που ελαττώθήκε, είναι ίσος με τον όγκο του παραλληλεπιπέδου που σχηματίστηκε στο χαρτί μας. Άρα:
Ποιος από τους δύο αναφερθέντες τρόπους είναι ο πιο ακριβής και γιατί;
