Титульный лист: Проектно−исследовательская работа "Рычажные весы"
Содержание:
• Введение
• I часть
• II часть
• Заключение
Введение:
Весы являются основным инструментом для измерения массы и используются в различных областях, включая торговлю, науку и промышленность. Рычажные весы – это тип весов, который использует принцип момента силы для определения массы объекта.
Актуальность: Самодельные рычажные весы могут быть ценным инструментом для обучения, демонстраций и практического применения в образовательных учреждениях, домашних лабораториях и развивающихся странах, где доступ к коммерческим весам ограничен. Кроме того, создание самодельных весов дает возможность изучить принципы механики и развить практические навыки.
Цель: Разработать и построить самодельные рычажные весы, которые будут точными, надежными и простыми в использовании.
Задачи:
1. Изучить принципы работы рычажных весов и факторы, влияющие на их точность.
2. Разработать конструкцию самодельных рычажных весов, используя доступные материалы и простые инструменты.
3. Построить самодельные рычажные весы в соответствии с разработанной конструкцией.
4. Провести калибровку весов с использованием стандартных гирь и оценить их точность и надежность.
5. Предоставить инструкцию по использованию и обслуживанию самодельных рычажных весов.
I часть:
Рычажные весы работают на принципе момента силы. Момент силы – это произведение силы на расстояние от точки опоры до линии действия силы. Когда рычаг находится в равновесии, сумма моментов сил по обе стороны от точки опоры равна нулю.
II часть:
Возьмите прочную линейку (не пластмассовую и не металлическую) и зафиксируйте её на оси (она может быть сделана из плотного картона) так, чтобы линейка была в равновесии. Рычажные весы готовы.
Чтобы измерять массу тел, нужно иметь гирьки или предметы известной массы.
Положим на одно плечо смартфон, а на другое − яблоко массой 100 г. Смартфон его немного перевешивает. Тогда положим рядом с яблоком второй груз − мандарин массой 50 г. Весы сравнялись. Значит, масса телефона m равна 100 г + 50 г = 150 г.
Таким образом, можно измерять массу каких угодно предметов. Для удобства можно приклеить на концы линейки одинаковые чаши, чтобы предметы не выпадали.
Чтобы измерять массу на неравноплечих весах, нужно знать момент силы.
Установим линейку так, чтобы одно плечо было больше другого. Подвяжем к короткому плечу груз известной массы так, чтобы на измерительной шкале было видно, какое расстояние между ним и осью. Рассчитаем момент силы M по формуле:
M = Fl = mgl = 0,1 кг * 10 Н/кг * 0,1 м = 0,1 Н * м
Зная момент силы, можно подвесить к другому концу линейки тело на определённое расстояние и с помощью формулы рассчитать массу:
m = $\frac{M}{gl}$ = $\frac{0,1\;Н\;*\;м}{10\;Н/кг\;*\;0,2\;м}$ = 0,05 кг = 50 г
Таким образом, у нас получились рычажные весы для относительно небольших тел. Они подойдут, когда нужно узнать массу какого−либо тела, не нуждаясь в идеальной точности.