масса чем измеряется прибор

Весы (прибор)

Развитие промышленности и транспорта привело к созданию В., рассчитанных на большие нагрузки. В начале 19 в. были созданы десятичные В. ( рис. 2 ) (с отношением массы гирь к нагрузке 1:10 ‒ Квинтенц, 1818) и сотенные В. (В. Фербенкс, 1831). В конце 19 ‒ начале 20 вв. с развитием поточного производства появились В. для непрерывного взвешивания (конвейерные, дозировочные и др.). В различных отраслях сельского хозяйства, промышленности, на транспорте стали применять В. самых разнообразных конструкций для взвешивания конкретных видов продукции (в сельском хозяйстве, например, зерна, корнеплодов, яиц и т.д.; на транспорте ‒ автомобилей, ж.-д. вагонов, самолётов; в промышленности ‒ от мельчайших деталей и узлов в точном приборостроении до многотонных слитков в металлургии). Для научных исследований были разработаны конструкции точных В. ‒ аналитических, микроаналитических, пробирных и др.

В зависимости от назначения В. делятся на образцовые (для поверки гирь), лабораторные (в том числе аналитические) и общего назначения, применяемые в различных областях науки, техники и народного хозяйства.

По принципу действия В. подразделяются на рычажные, пружинные, электротензометрические, гидростатические, гидравлические.

где P 0 ‒ вес коромысла со стрелкой, с ‒ расстояние между центром тяжести коромысла и осью его вращения, l ‒ длина плеча коромысла, g ‒ ускорение

свободного падения, k ‒ коэффициент, зависящий только от разрешающей способности отсчётного устройства. Цену деления, а, следовательно, и чувствительность В., можно в определенных пределах изменять (обычно за счёт перемещения специального грузика, изменяющего расстояние с ).

В ряде рычажных лабораторных В. часть измеряемой нагрузки компенсируется силой электромагнитного взаимодействия ‒ втягиванием железного сердечника, соединённого с плечом коромысла, в неподвижный соленоид. Сила тока в соленоиде регулируется электронным устройством, приводящим В. к равновесию. Измеряя силу тока, определяют пропорциональную ей нагрузку В. Подобного типа В. приводятся к положению равновесия автоматически, поэтому их применяют обычно для измерений изменяющихся масс (например, при исследованиях процессов окисления, конденсации и др.), когда неудобно или невозможно пользоваться обычными В. Центр тяжести коромысла совмещен в этих В. с осью вращения.

Современные лабораторные В. (аналитические и др.) снабжаются рядом устройств для повышения точности и скорости взвешивания: успокоителями колебаний чашек (воздушными или магнитными), дверцами, при открытии которых почти не возникает потоков воздуха, тепловыми экранами, механизмами наложения и снятия встроенных гирь, автоматически действующими механизмами для подбора встроенных гирь при уравновешивании В. Всё чаще применяются проекционные шкалы, позволяющие расширить диапазон измерений по шкале отсчёта при малых углах отклонения коромысла. Всё это позволяет значительно повысить быстродействие В.

По принципу рычажных В. устроено большинство типов метрологических, образцовых, аналитических, технических, торговых ( рис. 7 ), медицинских, вагонных, автомобильных В., а также В. автоматических и порционных.

Чувствительным элементом в пружинных В. является спиральная плоская или цилиндрическая пружина, деформирующаяся под действием веса тела. Показания В. отсчитывают по шкале, вдоль которой перемещается соединённый с пружиной указатель. Принимается, что после снятия нагрузки указатель возвращается в нулевое положение, то есть в пружине под действием нагрузки не возникает остаточных деформаций.

При помощи пружинных В. измеряют не массу, а вес. Однако в большинстве случаев шкала пружинных В. градуируется в единицах массы. Вследствие зависимости ускорения свободного падения от географической широты и высоты над уровнем моря показания пружинных В. зависят от места их нахождения. Кроме того, упругие свойства пружины зависят от температуры и меняются со временем; всё это снижает точность пружинных В.

В крутильных (торзионных) В., чувствительным элементом служит упругая нить или спиральные пружины ( рис. 8 ). Нагрузка определяется по углу закручивания нити пружины, который пропорционален создаваемому нагрузкой крутильному моменту.

Все типы В. характеризуются: 1) предельной нагрузкой ‒ наибольшей статической нагрузкой, которую могут выдерживать В. без нарушения их метрологических характеристик; 2) ценой деления ‒ массой, соответствующей изменению показания на одно деление шкалы; 3) пределом допускаемой погрешности взвешивания ‒ наибольшей допускаемой разностью между результатом одного взвешивания и действительной массой взвешиваемого тела;

4) допускаемой вариацией показаний ‒ наибольшей допускаемой разностью показаний В. при неоднократном взвешивании одного и того же тела.

Погрешности взвешивания на В. некоторых типов при предельной нагрузке.

Погрешность взвешивания при предельной нагрузке

Образцовые 1-го и 2-го разрядов

Образцовые 3-го разряда и

технические 1-го класса.

Аналитические, полумикроаналитические, микроаналитические, пробирные

Источник

Способы измерения массы тела в физике

Масса тела в физике

Масса тела (m) — это скалярная физическая величина, которая является мерой инертности тела и гравитационного взаимодействия.

Масса тела отображает, как оно сопротивляется изменению скорости и как сильно притягивается к Земле. Чем больше масса тела, тем меньше изменяется его скорость при воздействии на него.

В международной системе единиц (СИ) массу измеряют в килограммах.

Масса — это аддитивная (то есть добавочная) величина. Масса совокупности тел или материальных точек равна сумме масс всех отдельный тел.

Масса тела не зависит от движения тела, его расположения и воздействия других тел. Согласно закону сохранения массы, в замкнутой механической системе тел масса неизменна во времени.

Чем отличается от веса тела, связь инерции и массы

Хотя в повседневности понятие «масса» часто путают с понятием «вес», в физике они сильно отличаются.

Вес тела (P) — это сила, с которой тело действует на опору или подвес.

Перечислим основные различия массы и веса.

Инертность — это свойство тела препятствовать изменению своей скорости при воздействии на него внешних сил.

Инерция — это физическое явление, при котором тело сохраняет свою скорость постоянной или находится в покое, если на него не действуют другие тела или их действие скомпенсировано.

Закон инерции постулируется первым законом Ньютона. Приведем современную формулировку закона.

Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальные точки, когда на них не действуют никакие силы (или действуют силы взаимно уравновешенные), находятся в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.

Второй закон Ньютона в классической механике вводит массу как проявление инертности тела или материальной точки в определенной системе отсчета.

Согласно современной формулировке, второй закон Ньютона звучит следующим образом.

В инерциальной системе отсчёта ускорение, которое получает материальная точка с постоянной массой, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе.

В виде формулы закон выглядит как:

где a → — ускорение материальной точки, F → — равнодействующая сил, приложенных к материальной точке, m — масса материальной точки.

Что характеризует, каким прибором измеряют

Выделяют два вида массы:

Инертная масса показывает инертность тел и выражена во втором законе Ньютона.

Гравитационная масса характеризует силу, с которой тело взаимодействует с полями тяготения и какое гравитационное поле создает само. Входит в закон всемирного тяготения.

Согласно экспериментам на Земле, разницы между гравитационной массой и инертной нет, так что их можно считать равными и объединять в общее краткое понятие. Как правило, они также имеют общее обозначение m.

Масса измеряется в килограммах (кг). Для того, чтобы ее измерить, используют специальный прибор – весы.

Весы измеряют массу тела, а не его вес. Но в повседневном сознании эти понятия считают синонимичными.

В Международном бюро мер и весов находится эталон массы в 1 кг. С 2018 года им является цилиндр диаметром и высотой в 39,17 мм. Цилиндр состоит из сплава, состоящего на 90% из платины и на 10% из иридия.

Как выражается через плотность и объем, формула

Из этой формулы можно вывести формулу массы.

Примеры решения задач на второй закон Ньютона

Второй закон Ньютона описывает взаимосвязь ускорения, равнодействующей всей сил, приложенных к телу, а также массы тела. Это основной закон динамики.

Напомним формулу Второго закона:

Решим несколько задач по этой формуле.

Решение. Ускорение и сила, действующая на тело, направлены в одну сторону. Соответственно, ускорение и равнодействующую сил можно рассматривать как скалярные величины.

Дано. Тело массой 10 кг, двигаясь равноускоренно без начальной скорости, за 1 мин прошло в горизонтальном направлении путь, равный 27 м. Произведите необходимые расчеты, чтобы определить, чему равна сила, действующая на тело.

Решение. Прежде чем проводить вычисления, необходимо перевести все единицы в единую систему измерений. Возьмем СИ. Масса выражена в кг, путь — в м. Необходимо перевести время в с:

Ускорение можно найти по формуле пути равноускоренного движения:

S = a t 2 2 ⇒ a = 2 S t 2

Теперь можно найти силу F:

Источник

С помощью какого прибора измеряют массу тела? а вес тела? силу тяжести

Ответ или решение 2

Масса тела будет измеряться с помощью весов, единица измерения массы 1кг.

Отличие силы тяжести от веса:

Определение значений терминов

В данном вопросе фигурирует три понятия:

Для правильного ответа на вопрос, поставленный в задании, необходимо отличать их друг от друга.

Вес тела характеризует силу, с которой оно давит на поверхность. При этом, как любая сила, он зависит от ускорения, которое придается телу. На нашей планете на все тела действует одинаковое ускорение (ускорение свободного падения; 9,8 м/с 2 ). Соответственно на другой планете вес тела изменится.

Приборы для измерения веса и массы тела

Прибором для измерения массы являются всем известные весы. Первым типом весов были механические, которые до сих пор имеют широкое применение. Позже к ним присоединились электронные весы, имеющие очень высокую точность измерения.

Для того, чтобы измерить вес тела, необходимо воспользоваться прибором под названием динамометр. Его название переводится как измеритель силы, что соответствует определенному в предыдущем разделе значению термина вес тела. Также как весы, они бывают механического типа (рычажные, пружинные) и электронные. Вес измеряется в Ньютонах.

Источник

Весы и приборы измерения веса: классификация, применение, достоинства и недостатки

Классификация весоизмерительного оборудования

Весоизмерительные приборы или весы классифицируются по различным признакам и параметрам. Руководствуясь классификацией, согласно ГОСТу. В соответствии с ГОСТом 29329 – 92 классифицируют весы по сфере применения, по классу точности, по методу монтажа, по типу взвешивающего устройства, по классу грузоприёмного устройства, по методу уравновешивания, по типу отсчитывающего устройства.

Для лабораторных весов действует ГОСТ 24104-01и согласно ГОСТу класс точности лабораторных весов: средний, высокий и специальный.

Классификация весов по механизму взвешивания

Достоинства механических весов:

Взвешивание в электромеханических весах происходит, как и в механических, благодаря взаимодействию системы рычагов и грузов, а отображение информации о взвешиваемом грузе с помощью электронного устройства.

В электронных весах взвешивание осуществляется с помощью датчика, который передает сигнал о нагрузке на индикатор. При соблюдении правил эксплуатации, электронные весы прослужат очень долго. Главным условием является соблюдение ограничений на взвешивание (к примеру, груз в 150 кг нельзя взвешивать на весах, у которых предел составляет 100 кг). Не соблюдение этого условия может привести к выходу из строя датчика.

Некоторые модели электронных весов могут подключаться к компьютеру и использоваться в составе автоматизированных весоизмерительных комплексов.

Достоинства электронных весов:

Лучшая устойчивость к механическим воздействиям и смещению платформы, по сравнению с механическими и электромеханическими весами.

Недостатки электронных весов:

Классификация торговых весов по назначению

Отличительная особенность торговых весов по сравнению с другими состоит в двустороннем дисплее. Это значит, что в момент взвешивания продукта и продавец, и покупатель одновременно видят стоимость товара за килограмм, вес покупки и ее цену. Чем лучше торговые весы, тем больше их функциональные возможности, тем проще и удобнее они в обращении. Торговые весы делятся на 2 подгруппы, в зависимости от принятой технологии торговли:

Весы для прилавочной торговли

Современные торговые прилавочные весы могут калькулировать стоимость товара после ввода цены за килограмм, суммировать стоимости нескольких покупок и (при необходимости) рассчитывать сдачу. Следует обратить внимание на то, что функция подсчета сдачи не делает весы кассовым аппаратом.

Такой класс весов обычно имеет функции отчета по проданному товару, что помогает владельцу магазина проводить собственное независимое маркетинговое исследование, делать продуманные закупки, так как в конце дня можно получить точные данные: сколько единиц того или иного товара было продано в течение дня.

Весы для магазинов самообслуживания

Фасовочные весы имеют широкое применение. Этот тип весов может быть использован в магазинах для расфасовки товара, во всех предприятиях общественного питания при соблюдении технологической карточки и порционировании блюд, а также в непродуктовых магазинах и производстве.

Фасовочно-счетные весы используются при расфасовке штучных изделий. Например, использование этого вида весов в непродовольственном магазине позволяет фасовать шурупы, гайки и т.п. по упаковкам с ювелирной точностью. Фасовочно-лабораторные весы используются в химической промышленности, аптеках, для составления лекарств и предназначены для особо точного взвешивания. Для удобства использования такие весы имеют функцию лимитирования (ограничения) веса, счетный режим, меры измерения в каратах и процентах

Товарные весы

Полезная площадь платформы весов напрямую зависит от максимального предела взвешивания. Чем больше максимальный предел, тем больше площадь платформы.

В обязательном порядке торговые весы снабжены стандартной функцией ввода тары. То есть перед тем как взвесить товар, сначала на весы ставится пустой ящик, нажимается клавиша «тара», за тем, при взвешивании этого ящика, наполненного продукцией, его собственный вес автоматически вычитается.

Для удобства фасовки товара существует функция лимитирования (ограничения веса), представляющая собой звуковой сигнал, оповещающий о том, что заданный вес набран.

Купить весы товарные или торговые.

В каталоге магазина измерительных приборов МИРПРИБОРОВ.КОМ Вы можете найти широкий выбор весов и весоизмерительного оборудования для решения различных задач в торговле, складской работе, производстве, транспортировке, хранению и многом другом по оптимальной низкой цене и с доставкой по России.

Интернет-магазин контрольно-измерительных приборов и освещения » Мир приборов «

Ознакомьтесь с нашим ассортиментом в каталоге

Решения для жизни и работы!

Представленная информация на сайте носит справочный характер и не является публичной офертой.
Технические параметры (спецификация) и комплект поставки товара могут быть изменены производителем без предварительного уведомления.

Источник

Измерение массы и объема. Плотность вещества

п.1. Закон инерции

Возникает вопрос: а что будет с телом, если на него не действуют никакие другие тела?

Очевидно, если тело покоилось, то оно продолжит покоиться.

А если оно двигалось, что тогда произойдет?

	Проведем серию из трёх опытов, в каждом из которых металлический шарик будет скатываться по наклонной плоскости на горизонтальную поверхность. В первом опыте горизонтальная поверхность посыпана песком, во втором – остается чистой, в третьем – покрыта отполированным металлическим листом. В каждом опыте отметим расстояние, пройденное шариком до остановки. Очевидно, что чем меньше трение, тем дальше прокатится шарик, тем дольше он сможет сохранять свою скорость, тем ближе его движение будет к равномерному.

А теперь представим себе идеальный случай: трение полностью отсутствует.

В этом случае шарик будет двигаться с постоянной скоростью бесконечно долго.

Закон инерции впервые был сформулирован Галилео Галилеем в его работе «Диалог о двух главнейших системах мира» (опубликована в 1632 г.). Однако Галилей ошибочно считал, что свободное равномерное движение тела возможно не только по прямой, но и по окружности.

В 1644 г. Рене Декарт уточнил формулировку Галилея, указав, что для изменения направления скорости также необходимо внешнее воздействие. Т.к. при равномерном движении по окружности направление скорости всё время меняется, оно не является свободным. Следовательно, свободное движение может быть только прямолинейным.

п.2. Инертность тела

Благодаря инертности, тело не может мгновенно перейти из состояния покоя в движение или из состояния движения в покой. Для изменения скорости тела необходимо определенное время.

п.3. Инертная и гравитационная масса

Масса является одной из семи основных единиц системы СИ (см. §2 данного справочника).

При изучении очень больших или очень малых физических тел удобней использовать внесистемные единицы массы.

Например, в астрофизике единицей для сравнения масс небесных тел служит масса Солнца, \(M_<\odot>\approx 1,99\cdot 10^<30>\ \text<кг>\). А в физической химии при определении масс атомов и молекул используется атомная единица массы, равная 1/12 массы свободного покоящегося атома углерода, \(1\ \text<а.е.м.>\approx 1,66\cdot 10^<-27>\ \text<кг>\).

п.4. Измерение массы с помощью весов

Весы равноплечие рычажные лабораторные и наборы гирек к ним

Вес тела определяется сравнением с весом эталонной массы (гири). Весы находятся в равновесии, если помещенные на их чаши тела одинаково притягиваются к Земле.

Чтобы найти массу тела, его кладут на одну чашу весов, а на другую – гири известной массы, пока весы не уравновесятся.
Гири граммового набора рекомендуется брать руками в медицинских перчатках, а миллиграммового – пинцетом, чтобы не изменить их массу.
Уравновешивание следует начинать с гирь большей массы, а затем переходить к меньшим разновесам, т.к. иначе их может не хватить.

п.5. Плотность вещества

Плотности различных веществ тщательно измерены и занесены в справочные таблицы.

Плотности в справочнике даны для химически чистых веществ (содержание основного вещества 98% и выше), при нормальных условиях (давление 760 мм рт.ст. и температура 0°С), если не указаны другие значения давления и температуры.

Плотность зависит от следующих свойств вещества:

п.6. Задачи

Задача 2. Найдите объем тела человека массой 60 кг, ели средняя плотность человеческого тела равна плотности воды. Ответ дайте в литрах.

Задача 3. Алюминиевая кастрюля имеет массу 0,5 кг. Если кастрюлю таких же размеров изготовить из стали, какая у неё будет масса?

У кастрюль одинаковых размеров одинаковый объем. Получаем: \begin V=\frac<\rho_1>=\frac<\rho_2>\Rightarrow m_2=\frac<\rho_2><\rho_1>m_1\\ m_2=\frac<7800><2700>\cdot 0,5\approx 1,4\ (\text<кг>) \end Ответ: ≈1,4 кг.

Задача 4*. В банку, до краев наполненную водой, опустили кусок золота массой 1 кг. В другую такую же банку опустили кусок меди массой 1 кг. Где больше вылилось воды и насколько больше? (ответ дайте в миллилитрах).

п.7. Лабораторная работа №5. Определение плотности жидкостей

Цель работы
Научиться измерять массу и объем жидкостей. Научиться определять жидкости по плотности, оценивать погрешность полученных результатов.

Теоретические сведения
Для определения массы тел в данной работе используется метод двойного взвешивания (см. выше в данном параграфе).

Приборы и материалы
Два стакана с неизвестными жидкостями; мерный цилиндр; весы с разновесом.

Ход работы
1. Приготовьте весы к взвешиванию.
2. Поставьте на весы первый стакан с жидкостью. Методом двойного взвешивания определите массу стакана и жидкости \(M_1\). Оцените абсолютную погрешность взвешивания.
3. Вылейте жидкость из первого стакан в мерный цилиндр и определите её объем \(V_1\). Оцените абсолютную погрешность измерения объема.
4. Методом двойного взвешивания определите массу первого стакана \(m_<\text<ст1>>\). Оцените абсолютную погрешность взвешивания.
5. По формулам, данным в теоретической части, определите плотность жидкости, относительную и абсолютную погрешности полученного результата.
6. По таблице в справочнике определите, какая жидкость находится в первом стакане.
7.-11. Повторите шаги 2.-6. для второго стакана с жидкостью.
12. Сделайте выводы о проделанной работе.

Результаты измерений и вычислений

Цена деления мерного цилиндра \(d=1\ \text<мл>=1\ \text<см>^3\)
Первый стакан

Масса первой жидкости

\begin m=151,0-50,0=101,0,\\ \Delta m=0,4+0,2=0,6,\\ \delta_m=\frac<0,6><101,0>\cdot 100\text<%>=0,59\text <%>\end

Объем первой жидкости

\begin V=109\ \text<мл>,\\ \Delta V=\frac d2=0,5\ \text<мл>,\\ \delta_V=\frac<0,5><109>\cdot 100\text<%>=0,46\text <%>\end

Плотность первой жидкости

В первом стакане – подсолнечное масло.

Масса второй жидкости

\begin m=100,3-50,0=50,3,\\ \Delta m=0,2+0,1=0,3,\\ \delta_m=\frac<0,3><50,3>\cdot 100\text<%>=0,6\text <%>\end

Объем второй жидкости

\begin V=50\ \text<мл>,\\ \Delta V=\frac d2=0,5\ \text<мл>,\\ \delta_V=\frac<0,5><50>\cdot 100\text<%>=1,0\text <%>\end

Плотность второй жидкости

Во втором стакане – вода.

Выводы
На основании проделанной работы можно сделать следующие выводы.

Для определения плотности жидкости в работе методом двойного взвешивания измерялась масса (стакана с жидкостью и пустого стакана) и объем жидкости в мерном цилиндре.

Результаты для двух данных жидкостей

По таблицам в справочнике было определено, что в первом стакане – растительное масло, а во втором – вода. Полученные результаты также подтверждаются цветом (желтоватый – для масла, прозрачный – для воды) и запахом (характерный запах у масла и отсутствие запаха у воды).

п.8. Лабораторная работа №6. Определение плотности твердых тел

Цель работы
Научиться измерять массу и объем твердых тел неправильной формы. Научиться определять вещества твердых тел по плотности, оценивать погрешность полученных результатов.

Теоретические сведения
Для определения массы тел в данной работе используется метод двойного взвешивания (см. выше в данном параграфе).

Приборы и материалы
Мерный цилиндр, наполненный водой наполовину; два тела неправильной формы из металлов; весы с разновесом.

Ход работы
1. Приготовьте весы к взвешиванию.
2. Методом двойного взвешивания определите массу первого тела. Найдите абсолютную и относительную погрешность взвешивания.
3. С помощью погружения первого тела в жидкость найдите его объем. Абсолютная погрешность равна цене деления мерного цилиндра. Рассчитайте относительную погрешность.
4. По формулам, данным в теоретической части, определите плотность твердого тела, относительную и абсолютную погрешности полученного результата.
5. По таблице в справочнике определите, из какого вещества изготовлено первое тело.
6-9. Повторите шаги 2.-5. для второго твердого тела неправильной формы.
10. Сделайте выводы о проделанной работе.

Результаты измерений и вычислений

Цена деления мерного цилиндра \(d=0,5\ \text<мл>=0,5\ \text<см>^3\)
Первое тело

Плотность первого тела

Первое тело изготовлено из алюминия.

Плотность второго тела

Второе тело изготовлено из железа.

Выводы
На основании проделанной работы можно сделать следующие выводы.

Для определения плотности твердых металлических тел неправильной формы в работе методом двойного взвешивания измерялась масса тел. Объем определялся методом погружения в мерном цилиндре.

Результаты для двух данных тел

По таблицам в справочнике было определено, что первое тело изготовлено из алюминия, второе – из железа.

Источник