Измерение массы на рычажных весах

Измерение массы на рычажных весах

Масса — физическая величина, характеризующая инертность тела. Чтобы измерить массу, тело сравнивают с эталоном — набором гирь — при помощи рычажных весов.

Основу рычажных весов составляет лёгкое коромысло, которое может поворачиваться вокруг опоры в середине. На концах коромысла подвешены две чашки. Стрелка показывает, уравновешены чашки или нет. Когда стрелка стоит точно посередине шкалы, весы находятся в равновесии.

Массу нельзя измерить «на глаз»: два тела одинакового размера могут иметь разную массу, если сделаны из разных веществ. Поэтому массу определяют сравнением с эталоном. Набор гирь — это и есть набор эталонов разной величины, от долей грамма до сотен граммов.

Как устроены весы

Принцип работы основан на равновесии рычага. Когда массы на чашках равны, моменты сил по обе стороны опоры одинаковы, и коромысло остаётся горизонтальным. На одну чашку кладут взвешиваемое тело, на другую — гири.

• Чашки одинаковы, плечи коромысла равны.
• Равновесие достигается, когда масса гирь равна массе тела.
• Сумму масс гирь и записывают как массу тела.

Поскольку плечи равны, равновесие наступает именно при равенстве масс, а не при каком-то другом соотношении. Это и делает рычажные весы точным прибором: они напрямую сравнивают неизвестную массу с известными массами гирь.

Правила взвешивания

1. Тело кладут на левую чашку, гири — на правую.
2. Гири берут только пинцетом, начиная с самой большой.
3. Если гиря перевешивает, её заменяют меньшей.
4. Подбирают гири, пока стрелка не станет посередине.

В точных лабораторных наборах есть и совсем маленькие гири — массой в доли грамма, которые берут особым крючком. Подбирая гири от большей к меньшей, всегда можно уравновесить тело с хорошей точностью.

Где применяют весы

Рычажные весы и их современные потомки применяют повсюду: в аптеках и лабораториях, в магазинах и на почте, в науке и технике. Везде, где нужно точно узнать массу, тело сравнивают с эталоном. Сегодня чаще встречаются электронные весы, но принцип сравнения с эталоном лежит и в их основе.

Разобранный пример

Для равновесия на правую чашку поставили гири 100 граммов, 20 граммов и 5 граммов. Найдём массу тела.

m = 100 г + 20 г + 5 г = 125 г

Масса тела равна сумме масс гирь, уравновесивших его, то есть 125 граммов.

Частые ошибки. Гири нельзя брать руками — от этого они загрязняются и меняют массу. Нельзя класть тело на правую чашку или ставить мокрые и горячие тела. Перед взвешиванием весы обязательно проверяют на нулевое положение.

Кратко о главном

• Массу измеряют сравнением тела с гирями на рычажных весах.
• Весы работают на принципе равновесия рычага с равными плечами.
• Тело кладут слева, гири — справа, начиная с большей.
• Масса тела равна сумме масс уравновесивших его гирь.