Feladat: 74. fizika mérési feladat Korcsoport: 14-15 Nehézségi fok: könnyű
Megoldó(k):  Ágoston Edit ,  Buzinkay András ,  Horváth Zita ,  Mimon Tibor 
Füzet: 1985/február, 89 - 90. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Mechanikai mérés, Egyéb anyagszerkezet, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1984/október: 74. fizika mérési feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

A nagyszámú megoldás négy alaptípusba sorolható. Az első csoportba tartozó dolgozatok beküldői a szivacsot üvegedényben a víz alá nyomták, és ott lehetőség szerint jól kinyomkodták, hogy a benne levő levegőt kiszorítsák. Ezután a vízszintemelkedésből meghatározták a szivacs szilárd anyagának térfogatát. A megoldók szabályos alakú szivacsokra végeztek méréseket, így a szivacsok teljes térfogatát geometriai adataikból számolták ki. E két fenti térfogatérték különbsége a szivacsban levő levegő térfogatát adta meg. A szivacs anyagának térfogatát a kiszorított víz pontos mérésével megfelelő pontossággal meg lehetett határozni. A levegő kiszorítását jól oldotta meg Buzinkay András II. o. t. (Bp., Piarista Gimn.), aki egy víz alatti prést alkalmazott erre a célra.
Ennek a módszernek mintegy ,,inverze'' az, amikor a megoldók a vízzel átitatott, levegőt lényegében nem tartalmazó szivacs súlyát mérték. Így meghatározták a felszívott víz és szivacs együttes tömegét, és ebből a szivacs eredeti tömegének és a geometriai adatainak ismeretében megkapták a szivacsbeli lyukak térfogatát. Itt a fő problémát a vízből való kivétel okozza, hiszen ilyenkor a szivacsból csorog a víz. Többen ezt úgy akadályozták meg, hogy a szivacsot egy olyan dobozban emelték ki a vízből, amely pontosan illeszkedett a szivacshoz. Szellemes megoldást talált Horváth Zita IV. o. t. (Csurgó, Csokonai Vitéz M. Gimn.), aki a szivacsot papírral bevonva helyezte vízbe, és az egész rendszert megfagyasztotta. A szivacs a papíron keresztül fel tudta szívni a vizet, viszont a fagyasztás után jól el lehetett választani a környező jégtől.
Többen mechanikailag préselték össze a szivacsot (volt, aki 50 tonnás(!) présgépet használt erre a célra), és a maradék térfogatot a szivacs szilárd anyagának térfogatával azonosították.
Közvetlenül a levegő térfogatát mérte meg Mimon Tibor 8. o. t. (Pécs, Testvérvárosok téri Ált. Isk.) és Ágoston Edit II. o. t. (Esztergom, Hell J. K. Szki.). Egy nagyobb, vízzel telt üvegkádba lefelé fordított másik üvegedényt állítottak, ami szintén tele volt vízzel. Ez alá az edény alá vitték be a fóliába csomagolt szivacsot, és ott kiszorítva belőle a levegőt, azt a kisebb edénnyel fölfogták. Az edény adatainak ismeretében így közvetlenül kapták meg a levegő térfogatát.
A fenti mérések a szivacsok fajtájától függően a szivacs teljes térfogatának levegőhányadát 80%95%-ban határozták meg.

 

Megjegyzés. A szivacs tömegét is lemérve könnyen meghatározható ezek után a szivacs szilárd anyagának sűrűsége. Sok dolgozatban nem ártott volna ezt ellenőrzésképpen kiszámolni, ugyanis a dolgozatok adatait használva még 0,5g/cm3 alatti és 5g/cm3 fölötti sűrűségértékeket is kaphatunk, amelyek igen valószínűtlen értékek.