Вимірювання маси

Розділ ІІІ ВЗАЄМОДІЯ ТІЛ. СИЛА

&24. Вимірювання маси

✓ Пригадайте, як можна виміряти масу тіла, використавши терези.

1. Маса – фізична величина; позначається літерою m. Як і будь – яку фізичну величину, масу можна виміряти.

Основною одиницею маси є кілограм (1 кг). Кілограм – це еталон маси у вигляді циліндра, виготовленого з платиново-іридієвого сплаву, що зберігається у Палаті мір і ваг у Франції. У багатьох країнах зберігаються досить точні копії цього еталона. Масу будь-якого тіла можна визначити, порівнюючи її з цим

еталоном.

На практиці часто використовують й інші одиниці маси, зручніші для вираження великих або зовсім малих мас: тонна (1 т), грам (1 г), міліграм (1 мг).

1 т = 1000 кг = 103 кг;

1 г = 0,001 кг = 10-3 кг;

1 мг = 0,001 г = 10-3 г = 10-6 кг.

Будь-яке тіло в природі – від велетенських небесних тіл (Місяць, Сонце, зорі) до дуже маленьких елементарних частинок (електрони, протони, нейтрони) – має масу, і його масу можна виміряти. Існують різні способи вимірювання маси. Можна визначити масу тіл, порівнюючи швидкості, набуті внаслідок їхньої взаємодії. Таким способом визначають маси таких великих тіл, як планети та їхні

супутники, або таких дуже малих частинок, як атоми й молекули.

Найпростіший спосіб вимірювання маси тіла – це його зважування за допомогою важільних ваг.

3. Важільні ваги (терези) складаються з коромисла, до кінців якого підвішені шальки (рис. 59). Коромисло прикріплене до вертикального стержнятак, що воно може вільно коливатися. До терезів додається набір важків (гир). На одну шальку терезів кладуть тіло, масу якого хочуть виміряти, а на другу – важки. Якщо загальна маса важків і маса зважуваного тіла рівні, то коромисло терезів прийде до стану рівноваги і займе строго горизонтальне положення.

Кожні терези мають свою межу вимірювання, яка, як правило, дорівнює сумарній масі усіх важків набору, а ціну поділки терезів визначає найменший важок.

 Вимірювання маси

Рис. 59

4. Залежно від того, які тіла потрібно зважити і з якою точністю, існують різні види ваг. Для виконання дуже точних зважувань використовують спеціальні аналітичні терези, які завжди знаходяться у скляному коробі (рис. 60, а), щоб захистити їх навіть від найменших протягів. Працювати безпосередньо руками з аналітичними терезами не можна; для проведення зважування використовуються спеціальні важелі, які знаходяться всередині скляного короба, важки слід брати пінцетом.

Існують ваги, для зважування на яких особливо висока точність не потрібна, наприклад, при визначенні маси навантаженого автомобіля або навіть залізничного вагона (рис. 60, б).

 Вимірювання маси

Рис. 60

Проте, не всі тіла можна зважити. Не існує ваг для зважування дуже великих і дуже малих тіл. Маси таких тіл визначають іншими способами, заснованими на вимірюванні зміни їхніх швидкостей під час взаємодії.

Запитання для самоперевірки

1. Назвіть різні одиниці маси. Поясніть, чому їх декілька. Запишіть співвідношення між одиницями маси.

2. Які існують способи вимірювання маси?

3. Чому маса є фізичною величиною?

4. Що являють собою важільні ваги?

5. Розкажіть, як можна виміряти масу тіла за допомогою терезів.

6. Чи завжди можна визначити масу тіла за допомогою ваг? Відповідь поясніть.

Лабораторна робота № 6

Вимірювання маси тіл на важільних вагах (терезах)

Мета роботи. 1. Вивчити будову терезів. 2. Оволодіти навичками роботи з ними. 3. Навчитися визначати масу тіл за допомогою терезів.

Обладнання. 1. Лабораторні шкільні терези. 2. Набір важків (гир) з різною масою. 3. Хімічна склянка з об’ємом 100 см3. 4. Посудина з водою. 5. Тіла для зважування (гайка, шайба тощо).

 Вимірювання маси

Хід роботи

1. Удома напередодні виконання роботи повторіть &23, &24 підручника й ознайомтеся з вказівками до лабораторної роботи № 5.

2. Вивчіть будову терезів.

3. Ознайомтеся з правилами користування терезами і комплектом важків. При зважуванні зважуване тіло кладіть на ліву шальку терезів, важки – на праву; за потреби звертайтеся до вчителя за роз’ясненнями.

4. Перед зважуванням перевірте, чи зрівноважені терези. Якщо вони не зрівноважені, то на відповідну шальку необхідно насипати трохи піску або покласти дрібні папірці.

5. Зважуване тіло і важки кладуть на шальки обережно, щоб не зіпсувати терези.

6. Рідкі, сипучі, гарячі тіла потрібно класти так, щоб не забруднити шальку.

7. Маса зважуваного тіла не повинна перевищувати максимальну масу, на яку розраховані терези.

8. Дрібні важки потрібно брати пінцетом, великі – за допомогою папірця, щоб не змінити їхню масу.

9. Зрівноважувати зважуване тіло починають важками більшої маси, потім дрібнішими, інакше може не вистачити дрібних важків.

10. Визначте масу m1 порожньої склянки, поклавши її на ліву шальку терезів, а на праву – відповідні важки для рівноваги.

11. Не знімаючи склянку з шальки терезів, налийте в неї певну кількість води з посудини і визначте масу m2 склянки з водою.

12. Результати вимірювань занесіть у таблицю й обчисліть масу води у склянці за формулою: m = m2 – m1.

13. Зважування повторіть ще двічі з різною кількістю води.

№ досліду

Маса порожньої склянки m1, г

Маса склянки з водою m2, г

Маса води у склянці

M = m2 – m1, г

1

2

3

14. Додаткове завдання. Зважте гайку, шайбу або інші тіла за вказівкою вчителя. Результати вимірювання маси цих тіл занесіть у таблицю.

№ досліду

Назва тіла

Маса тіла, г

1

Шайба

2

Гайка




Вимірювання маси