Правила измерения массы тела с помощью рычажных весов

Определения и обозначения

Масса тела — величина, которую определяют при взвешивании и выражают в единицах массы. Например, результат можно записать в граммах или килограммах. Понятие массы нужно, чтобы описать, сколько вещества в теле, и сравнить тела по этому свойству.

Рычажные весы — прибор с двумя чашками, позволяющий сравнить массу тела с массой гирь. На одну чашку помещают тело, а на другую — гири. Такое устройство помогает определить массу, даже если её нельзя узнать простым осмотром.

Гиря — предмет известной массы, который кладут на чашку весов для определения массы тела. На гире или в наборе указано, сколько она весит, например 50 г. Если гирь несколько, их массы можно сложить и получить общую массу.

Равновесие весов — состояние, при котором чашки находятся на одном уровне и указатель показывает равновесие. Это показывает, что масса тела и общая масса гирь одинаковы. Поэтому равновесие служит сигналом, что можно вычислить результат взвешивания.

Как это устроено

Перед взвешиванием проверяют, стоят ли весы ровно и находятся ли пустые чашки в равновесии. Если одна чашка опущена, весы уже показывают перекос, хотя тело и гири ещё не положены. Тогда измерение может получиться неверным, поэтому сначала весы приводят в исходное состояние так, как предусмотрено для этого прибора.

Тело помещают на одну чашку, а гири — на другую. Весы сравнивают массу тела с общей массой гирь, а не с каждой гирей отдельно. Если положить тело и гири на одну чашку, сравнения не получится: обе стороны весов не будут показывать нужные величины.

Гири добавляют по одной, начиная с более крупных, а затем подбирают меньшие. Крупные гири позволяют быстро приблизиться к массе тела, а маленькие помогают точнее подобрать нужную сумму. После каждой добавленной гири смотрят, какая чашка опускается, чтобы понять, в какую сторону меняется перевес.

Когда чашки уравновесились и указатель показывает равновесие, массу тела находят сложением масс всех гирь на чашке. Суммировать нужно каждую гирю, потому что все они вместе сравниваются с телом. Запись результата с единицей, например 125 г, показывает не только число, но и то, в чём измерена масса.

Гири берут аккуратно, не роняют и используют приспособление для их перемещения, если оно предусмотрено. Так легче не повредить гири и чашки и не нарушить точность работы. Если для перемещения есть пинцет или другой инструмент, им пользуются вместо того, чтобы брать гири руками.

Этапы измерения массы тела на рычажных весах

Пользуйтесь таблицей по порядку: переходите к следующему этапу, только когда выполнен предыдущий. В последнем столбце приведены признаки, по которым можно проверить свою работу. Если признак не совпадает с тем, что вы видите, остановитесь и исправьте действие.

Разбор задач

Задача 1

На одну чашку положили тело, а на другую — гири массой 100 г и 20 г. Чашки уравновесились. Нужно найти массу тела. При равновесии масса тела равна общей массе гирь, поэтому складываем значения обеих гирь.

1. Запишем массы гирь: 100 г и 20 г.
2. Сложим их: 100 г + 20 г = 120 г.
3. Запишем результат в граммах, потому что массы гирь даны в граммах.

Ответ: масса тела равна 120 г. Складывать нужно обе гири, ведь именно их общая масса уравновесила тело.

Задача 2

Тело уравновешивали гирями массой 200 г и 50 г, но чашка с гирями опустилась ниже. Нужно понять, как продолжить взвешивание. Опущенная чашка показывает, что масса гирь больше массы тела, поэтому новые гири только увеличили бы перевес.

1. Сравним положение чашек: ниже опустилась сторона с гирями.
2. Сделаем вывод, что выбранная сумма гирь слишком велика для данного тела.
3. Уберём одну из крупных гирь и подберём вместо неё меньшую, затем снова проверим равновесие.

Ответ: убрать одну из крупных гирь и продолжить подбор с меньшей. Так можно уменьшить перевес и точнее приблизиться к равновесию.

Задача 3

Тело уравновешено гирями массой 100 г, 20 г, 5 г и 2 г. Требуется записать массу в граммах и килограммах. Сначала найдём общую массу гирь, потому что при равновесии она равна массе тела. Затем переведём граммы в килограммы, используя соотношение 1000 г = 1 кг.

1. Сложим массы: 100 г + 20 г + 5 г + 2 г = 127 г.
2. Переведём в килограммы: 127 г = 0,127 кг, так как 127 меньше 1000 в 1000 раз.
3. Проверим, что в ответе указаны обе требуемые единицы измерения.

Ответ: масса тела равна 127 г, или 0,127 кг. Оба числа обозначают одну и ту же массу, записанную в разных единицах.

Типичные ошибки

Начать взвешивание, не проверив пустые весы, — ошибка: исходное смещение чашек может исказить результат. Её допускают, когда спешат сразу положить тело. Перед началом посмотрите, уравновешены ли пустые чашки; если нет, приведите весы в исходное состояние.

Если положить тело и гири на одну чашку, весы не смогут сравнить их массы на разных сторонах. Так делают, забыв назначение двух чашек. Проверьте себя: тело должно лежать отдельно от гирь, каждая величина — на своей чашке.

Нельзя считать массу тела равной массе только одной гири, если для уравновешивания использовали несколько. Можно ошибиться, заметив лишь самую крупную гирю. Перечислите все гири на чашке и проверьте, что сложили их массы, а не выбрали одну.

Продолжать добавлять гири, когда чашка с гирями уже опустилась ниже, — значит усиливать перевес. Так поступают, если не обращают внимания на положение чашек. Сначала определите, какая сторона ниже: если сторона с гирями, уберите одну из крупных гирь и замените её меньшей.

Связь с другими темами

Для взвешивания нужно знать единицы массы и уметь складывать величины, выраженные в одинаковых единицах. Например, прежде чем сложить массы гирь, проверьте, что они даны в граммах, а не в разных единицах. Умение сравнивать массу и пользоваться единицами измерения пригодится при изучении физических величин и выполнении лабораторных работ. Там важно не только получить число, но и правильно указать, что именно и в каких единицах измерено.

Что запомнить

• Перед взвешиванием проверяют положение пустых весов.
• Тело и гири кладут на разные чашки.
• Гири подбирают до равновесия чашек.
• Масса тела равна сумме масс уравновесивших его гирь.
• Результат записывают с единицей измерения.
• С гирями обращаются аккуратно.