Цель работы:
Научиться пользоваться рычажными весами и с их помощью определять массу тел.
Приборы и материалы:
Весы с разновесами, несколько небольших тел разной массы.
Указания к работе:
1. Придерживаясь правил взвешивания, измерьте массу нескольких твёрдых тел с точностью до 0,1 г.
2. Результаты измерений запишите в таблицу 8.
Приложение. Правила взвешивания.
1. Перед взвешиванием необходимо убедиться, что весы уравновешены. При необходимости для установления равновесия на более лёгкую чашку нужно положить полоски бумаги, картона и т.п.
2. Взвешиваемое тело кладут на левую чашку весов, а гири − на правую.
3. Во избежание порчи весов взвешиваемое тело и гири нужно опускать на чашки осторожно, не роняя их даже с небольшой высоты.
4. Нельзя взвешивать тела более тяжёлые, чем указанная на весах предельная нагрузка.
5. На чашки весов нельзя класть мокрые, грязные, горячие тела, насыпать без использования подкладки порошки, наливать жидкости.
6. Мелкие гири нужно брать только пинцетом (рис. 200).
Положив взвешиваемое тело на левую чашку,на правую кладут гирю, имеющую массу, немного большую, чем масса взвешиваемого тела (подбирают на глаз с последующей проверкой). При несоблюдении этого правила нередко случается, что мелких гирь не хватает и приходится взвешивание начинать сначала.
Если гиря перетянет чашку, то её ставят обратно в футляр, если же не перетянет − оставляют на чашке. Затем то же проделывают со следующей гирей меньшей массы и т.д., пока не будет достигнуто равновесие.
Уравновесив тело, подсчитывают общую массу гирь, лежащих на чашке весов. Затем переносят гири с чашки весов в футляр.
Проверяют, все ли гири положены в футляр, находится ли каждая из них на предназначенном для неё месте.
Таблица 8.
рис. 200
рис. 48. Учебные весы. 1− коромысло, 2 − стрелка−указатель, 3 − чашки.
Рычажные весы действуют по принципу сравнения масс тел положенных на разные чашки весов.
Перед началом измерений нужно уравновесить весы. То есть добиться, чтобы стрелка их (рис. 48) как можно более точно указывала на центральную риску. Сделать это можно, кладя на более легкую чашку весов кусочки бумаги или картона.
Затем на а одну чашку весов помещается измеряемое тело, а на другую гири, т.е. тела с известными массами. После того как мы получили, подбирая гири, равновесие весов, можно подсчитать сумму масс помещенных на чашку гирь и получить массу тела.
В соответствии с вышеуказанным методом можно измерить массу шурупа, ластика, металлического шарика.
Полученные результаты измерений запишем в таблицу 8.
Таблица 8.
| № опыта | Название тела | Масса тела m, г |
|---|---|---|
| 1 | шуруп | 4,25 |
| 2 | ластик | 14,1 |
| 3 | металлический шарик | 23,8 |
Вывод. В ходе лабораторной работы мы научились пользоваться рыжачными весми и с их помощью определять массу тел.
Рычажные весы — это прибор для измерения массы тела, основанный на принципе равновесия рычага. Они состоят из двух чашек, подвешенных через рычаг, который может вращаться вокруг своей оси. В идеальном состоянии весы находятся в равновесии, когда массы на обеих чашках одинаковы.
Принцип работы рычажных весов:
1. Закон рычага: Основой работы рычажных весов является закон рычага, который утверждает, что для равновесия рычага момент силы на одном плече должен быть равен моменту силы на другом плече. Математически это выражается как:
$$
F_1 \times d_1 = F_2 \times d_2
$$
где $ F_1 $ и $ F_2 $ — силы, прикладываемые к плечам рычага, а $ d_1 $ и $ d_2 $ — длины соответствующих плеч.
Момент силы: Момент силы — это произведение силы, действующей на рычаг, на расстояние от точки опоры до точки приложения силы. На весах момент силы создаётся за счёт массы тел, находящихся на чашках.
Уравновешивание весов: При взвешивании на одной чашке размещается измеряемый объект, а на другой — набор гирь. Подбирая гири, нужно добиться такого состояния, чтобы рычаг был в равновесии, то есть чашки находились на одном уровне. Это означает, что массы на обеих чашках компенсируются.
Правила взвешивания:
− Уравновешивание весов: Перед началом работы убедитесь, что весы уравновешены. Если они не уравновешены, можно использовать небольшие полоски бумаги или картона для балансировки.
− Размещение объектов: Взвешиваемый объект всегда кладётся на левую чашку, а гири — на правую. Это стандартное правило, но реальная важность заключается в уравновешивании моментов сил.
− Аккуратность: Тело и гири нужно аккуратно размещать на чашках, не роняя их, чтобы избежать повреждений.
− Ограничения по массе: Никогда не превышайте предельную нагрузку, указанную на весах, чтобы не повредить их.
− Чистота и сухость: Объекты, помещаемые на весы, должны быть сухими и чистыми, чтобы не загрязнить или не повредить прибор.
Процесс взвешивания:
1. Объект помещается на левую чашку весов.
2. На правую чашку выкладывают гири, начиная с более крупных, затем меньших, постепенно уравновешивая весы.
3. Когда достигается равновесие, суммируется масса гирь. Эта сумма и будет массой взвешиваемого объекта.
4. После завершения измерений гири убираются обратно в футляр, проверяя, что каждая гиря находится на своём месте.
Таким образом, рычажные весы позволяют точно измерить массу тела, используя принцип равновесия рычага и законы механики. Важно соблюдать правила эксплуатации весов для получения точных результатов и предотвращения повреждений оборудования.
Пожауйста, оцените решение
