Балансът е основен инструмент във физическата лаборатория. Има много видове баланси, този, който ще симулираме в интерактивната програма, е един от най-лесните за работа.
За да се претегли определен обект, калибрираните маси се преместват по четири релси и се фиксират в обозначени позиции. Разделенията по четирите релси на балансите на E.U.I.T.I. на Eibar са следните:
Измерване на масата на тялото
В интерактивната програма везната показва само грамове, грешката, направена при измерване, е ± 1 g. Например, ако дадено тяло е претеглено и отчитането на показателите на скалата е получило цифрата 234. Измерването на теглото на споменатото тяло се изразява като
Измерване на обема на неправилно тяло
За измерване на плътността на тялото е необходимо да се знае неговата маса и неговия обем.
Ако тялото е неправилно, не можем директно да изчислим обема му. Но можем да го изчислим косвено, като прилагаме принципа на Архимед.
„Всяко тяло, потопено в течност, изпитва тяга, равна на теглото на обема на изхвърлената течност“
Ако течността е вода, чиято плътност е единица, теглото в грамове съвпада числено с обема, измерен в кубични сантиметри.
Тягата е равна на разликата F-F ? между това, което показва скалата преди и след потапяне на тялото във вода и числено равно на обема на тялото в кубични сантиметри.
Грешка в измерването на обема.
От формулите на грешките при косвените измервания се получава, че грешката на разликата
Като D F = д F ?= 1, следва, че D V= 1,41 см 3. Изразяване на грешката с една значима цифра (правило 2), D V= 1 см 3
Изчисляване на плътността на твърдото тяло
Плътността се определя като коефициент между масата и обема на тялото.
От формулите на грешките при косвените измервания се получава, че грешката на коефициент
къде m = д V= 1.
След като бъдат получени измерванията на m и V, Dr се изчислява, като се използва предишната формула.
Пример:
Плътността на медта трябва да бъде измерена
- Натискане на бутона със заглавие Тегло, генерира се парче от мед с неизвестна маса и обем.
С везната измерваме нейната маса: м= 410 ± 1 g. - Натискаме бутона със заглавие Сила на звука и тялото е потопено във вода
Извършваме ново измерване с везната м ?= 364 g
Обемът е числено равен на тягата, разликата между двете измервания.
V= 410-364 = 46 ± 1 cm 3 - Изчисляване на плътността
Накрая сравняваме изчислената стойност с тази, предоставена от интерактивната програма, като натиснем бутона със заглавие Отговор.
Дейности
За да измерите теглото на тялото, кликнете върху бутона със заглавие Тегло. Стрелките се движат по направляващите, действащи с мишката. Левият бутон на мишката се натиска, когато курсорът е над стрелка, мишката се плъзга, стрелката автоматично се премества в следващата позиция на водача. Левият бутон на мишката се освобождава, когато стрелката е разположена на желаната маркировка.