HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM

LỰC CĂNG MẶT NGOÀI CỦA NƯỚC

1. THU THẬP DỮ LIỆU 

Hoạt động 1

Học sinh từng bước thực hiện theo hướng dẫn ở đề bài và ghi kết quả vào

Nhóm 1: Bảng 1: Kết quả thí nghiệm trên nước xà phòng ở nhiệt độ phòng.

Nhóm 2: Lập bảng tương tự bảng 1 để ghi kết quả thí nghiệm trên nước xà phòng ở nhiệt độ (70$^{\circ}$C-80$^{\circ}$C)

2. THỐNG KÊ, PHÂN TÍCH SỐ LIỆU

Hoạt động 2

Từ kết quả ở HĐ1, lập bảng tần số ghép nhóm theo Bảng 2.

Hoạt động 3.

Từ Bảng 2 tính số trung bình, trung vị, mốt của mẫu dữ liệu thu được về đường kính bong bóng của mỗi nhóm

- Công thức tính số trung bình:

$\bar{x}$=$\frac{m_{1}x_{1}+...+m_{k}x_{k}}{n}$

Trong đó n=m$_{1}$+…+m$_{k}$ là cỡ mẫu và 

x$_{i}$=$\frac{a_{i}+a_{i+1}}{2}$ (với I = 1,…,k) là giá trị đại diện của nhóm [a$_{i}$;a$_{i+1}$). 

- Công thức tính trung vị:

M$_{e}$=a$_{p}$+$\frac{\frac{n}{2}-(m_{1}+...+m_{p-1})}{m_{p}}$.(a$_{p+1}$-a$_{p}$) 

Trong đó n là cỡ mẫu, mp là tần số nhóm p. Với p=1, ta quy ước m$_{1}$+…+m$_{p-1}$=0.

- Công thức tính mốt:

M$_{o}$=a$_{j}$+$\frac{m_{j}-m_{j-1}}{(m_{j}-m_{j-1})+(m_{j}-m_{j+1})}$.h

Trong đó m$_{j}$ là tần số của nhóm j (quy ước m$_{o}$=m$_{k+1}$=0) và h là độ dài của nhóm.

HĐ4

a) 

- Bảng tần số ghép nhóm cho kết quả thí nghiệm trên là:

- Tính các số đặc trưng:

+) Trong mỗi khoảng đường kính, giá trị đại diện là trung bình cộng của giá trị hai đầu mút nên ta có bảng sau:

Tổng số lần thí nghiệm của nhóm 1 là 

n$_{1}$=1+1+9+9+4+4+1=29

Đường kính bong bóng của nhóm 1 là:

$\bar{x_{1}}$=$\frac{1.5+1.7+9.9+9.11+4.13+4.15+1.17}{29}$≈11,07 cm

Tổng số lần thí nghiệm của nhóm 2 là:

n$_{2}$=1+2+1+8+8+2=22

Đường kính bong bóng trung bình của nhóm 2 là:

$\bar{x_{2}}$=$\frac{1.9+2.11+1.13+8.15+8.17+2.19}{22}$≈15,36 cm

+) Cỡ mẫu của nhóm 1 là: n$_{1}$=29

Gọi x$_{1}$, x$_{2}$,…,x$_{29}$ là đường kính bong bóng của 29 lần thí nghiệm và giả sử dãy này đã được sắp xếp theo thứ tự không giảm. Khi đó, trung vị là x$_{15}$. Do giá trị x$_{15}$ thuộc nhóm [10;12) nên nhóm này chứa trung vị. Do đó, p=4;a$_{4}$=10;m$_{4}$=9;m$_{1}$+m$_{2}$+m$_{3}$=1+1+9=11;a$_{5}$-a$_{4}$=12-10=2. 

Ta có:

M$_{e1}$=10+$\frac{\frac{29}{2}-11}{9}$.2≈10,78 

+) Cỡ mẫu của nhóm 2 là n$_{2}$=22

Gọi x$_{1}$', x$_{2}$',…, x$_{29}$'  là đường kính bong bóng của 22 lần thí nghiệm và giả sử dãy này đã được sắp xếp theo thứ tự không giảm. Khi đó, trung vị là $\frac{x'_{11}-x'_{12}}{2}$. Do 2 giá trị x'$_{1}$, x$_{12}$' thuộc nhóm [14;16) nên nhóm này chứa trung vị.

Do đó, p'=6;a$_{6}$'=14;m$_{6}$'=8;m$_{1}$'+m$_{2}$'+m$_{3}$'+m$_{4}$'+m$_{5}$'=1+2+1=4;a$_{7}$'-a$_{6}$'=16-14=2.

Ta có:

M$_{e2}$=14+$\frac{\frac{22}{2}-4}{8}$.2=15,75 

+) Tần số lớn nhất của nhóm 1 là 9 nên nhóm chứa mốt là các nhóm [14;16), [16;18)

Ta có: M$_{o1}$=8+$\frac{9-1}{(9-1)+(9-9)}$.2=10

M$_{o1}$'=10+$\frac{9-9}{(9-9)+(9-4)}$.2=10 

Vậy nhóm 1 có mốt là M$_{o1}$=10

+) Tần số lớn nhất của nhóm 2 là 8 nên nhóm chứa mốt là các nhóm [14;16), (16;18].

M$_{o2}$=14+$\frac{8-1}{(8-1)+(8-8)}$.2=16 

M$_{o2}$'=16+$\frac{8-8}{(8-8)+(8-2)}$.2=16 

Vậy nhóm 2 có tần số là M$_{o2}$=16

• Từ các kết quả đã tính ở trên ta thấy:

$\bar{x_{1}}$<$\bar{x_{2}}$;M$_{e1}$<M$_{e2}$;M$_{o1}$<M$_{o2}$, tức là số trung bình, trung vị, mốt của mẫu số liệu nhóm 1 đều nhỏ hơn của nhóm 2. Điều này có nghĩa là đường kính bong bóng ở thí nghiệm 2 lớn hơn so với thí nghiệm 1. Mà lực căng bề mặt của nước càng yếu thì bong bóng càng lớn, do đó khi thực hiện thí nghiệm 2 với nhiệt độ cao hơn thí nghiệm 1, nhiệt độ đã tác động lên sức căng bề mặt của nước xà phòng, làm cho lực căng này giảm xuống.

b) Từ kết luận ở câu a, ta thấy nước ấm hòa tan xà phòng tốt hơn, làm giảm đáng kể lực căng bề mặt của nước, nên nước xà phòng dễ thấm vào các sợi vải, hiệu quả giặt tẩy sẽ được tăng cường hơn. Đặc biệt, khi ngâm vải trong nước ấm, những sợi vải sẽ giãn nở và vết bẩn bám trên các loại vải sẽ dễ dàng bị đánh bật và làm sạch hơn.