Annonsering på portalen

Vågar (enhet). Metoder för att mäta massa Vilken enhet används för att mäta kroppsmassa i fysik?

För att korrekt svara på frågan som ställs i uppgiften är det nödvändigt att skilja dem från varandra.

Kroppsvikten är fysiska drag, oberoende av några faktorer. Den förblir konstant var som helst i universum. Dess måttenhet är kilogram. Den fysiska essensen på konceptuell nivå ligger i kroppens förmåga att snabbt ändra sin hastighet, till exempel att sakta ner till ett helt stopp.

En kropps vikt kännetecknar kraften med vilken den trycker på ytan. Dessutom, som vilken kraft som helst, beror det på accelerationen som ges till kroppen. På vår planet utsätts alla kroppar för samma acceleration (gravitationsacceleration; 9,8 m/s2). Följaktligen kommer kroppsvikten att förändras på en annan planet.

Tyngdkraften är den kraft med vilken planeten attraherar en kropp, den är numeriskt lika med kroppens vikt.

Apparater för att mäta vikt och kroppsvikt

Instrumentet för att mäta massa är den välkända skalan. Den första typen av vågar var mekaniska, som fortfarande används i stor utsträckning idag. Senare fick de sällskap av elektroniska vågar, som har mycket hög mätnoggrannhet.

För att mäta kroppsvikten måste du använda en enhet som kallas dynamometer. Dess namn översätts till en kraftmätare, vilket motsvarar innebörden av termen kroppsvikt som definieras i föregående avsnitt. Precis som vågar finns de i mekaniska typer (spak, fjäder) och elektroniska. Vikt mäts i Newton.

"Elektriska apparater" - Lamputtag m.m. Mixer. Termisk. Elektroteknik. Mål och syfte. Brytare. Elektriska hushållsapparater. Pedagogiskt ämne: Elektriska hushållsapparater. Växelström. Likström. Elinstallationsanordningar. Kabeldragning. Typer av elektriska ledningar. Vitvaror. Listan över elektriska apparater är mycket lång.

"Vikt och massa" - Experimentets framsteg. VIKT och VIKTLÖSHET. Vetenskapliga data och observationer. Projekt Överblick. Du kan komma närmare viktlösheten om du rör dig med en viss hastighet längs en konvex bana. Vem och när började först studera kropparnas fall i luften? Boken "Unsolved Mysteries of Humanity" utgiven av Reader's Digest.

"Ryggsäckens vikt" - Rekommendationer för studenter: Väg ryggsäckarna utan skolmaterial från eleverna i vår klass. Utför övningar för att stärka musklerna i bålen. Forskningsämne: skolbarns hållning. Projekt - forskning. Jag kommer att behålla min hälsa, jag ska hjälpa mig själv. Våra ryggsäckar. Forskningsresultat: "Vad finns i våra ryggsäckar?"

"Förstoringsanordningar" - Linser. Ett handhållet förstoringsglas ger förstoring från 2 till 20 gånger. Produkten kommer att indikera förstoringen som mikroskopet för närvarande tillhandahåller. Stativ. Historisk referens. Biologi - vetenskap om liv, levande organismer som lever på jorden. Rör. Biologi är vetenskapen om livet. Laboratoriearbete Nr 1. 4. Placera det färdiga preparatet på scenen mittemot hålet i den.

"Vikt och lufttryck" - Vad är atmosfären? Hur kan man väga gas? Vad orsakar atmosfärstrycket? Har atmosfären vikt? Mätning av atmosfärstryck. Låt oss svara på frågorna: Kan atmosfären "trycka"? Vad orsakar gastrycket? Varför stiger vattnet efter kolven? Vad heter enheten för att mäta atmosfärstryck?

"Mätinstrument" - Termometern är ett glasrör förseglat på båda sidor. Tryckmätare. Dynamometer. Medicinsk dynamometer. Att mäta innebär att jämföra en storhet med en annan. Varje enhet har en skala (division). Aneroid barometer. Barometer. Termometer. Enheter gör en persons liv mycket lättare. Styrkemätare. Typer av dynamometrar.

Allmän information

Moderna vågar är en komplex mekanism som förutom vägning kan ge registrering av vägningsresultat, signalering vid massavvikelse från specificerade tekniska standarder och andra operationer.

1.1. Laboratoriejämnarmiga skalor(Fig. 4.1) består av en vipparm 1 monterad med hjälp av ett stödprisma 2 på flänsen 3 på vågens bas. Vipparmen har två lastupptagande prismor 5, 11 genom vilka, med hjälp av kuddar 4 och 12, upphängningar 6 och 10 är anslutna till vipparmen 1. Skalan 8 hos den optiska avläsningsanordningen är fast fäst vid vipparmen. Vid mätning av massa installeras en vägd last 9 med massan m på vågens ena panna, och balanseringsvikter 7 med massan m g placeras på den andra pannan φ (Fig. 4.2).

VLR-20-vågen (Fig. 4.3) har en maxviktsgräns på 20 g och ett delningsvärde på 0,005 mg.

Ett ihåligt stativ 9 är installerat på basen av 6 vågar; ett fäste med isolerande spakar 11 och en stöddyna 15 är fästa på den övre delen av stativet. En belysningsanordning 5, en kondensor 4 och en lins 3 hos en optisk avläsningsanordning är installerade på basen 6. Ett stödprisma 17, sadlar med lastupptagande prismor 13 och en visare 1 med en mikroskala 2 är fästa vid den likaarmade vipparmen 16.

Jämviktsläget för det rörliga systemet på vipparmen justeras med hjälp av kalibreringsmuttrar 19 vid vipparmens ändar. Genom att justera läget för vippans tyngdpunkt genom att vertikalt flytta justermuttrarna 18 placerade i mitten av vippan, är det möjligt att ställa in det specificerade viktdelningspriset. De lastupptagande prismorna 13 stödjer kuddarna 14 på örhängena 12, på vilka hängsmyckena med de lastupptagande kopparna 7 är upphängda.

Vågen har två luftspjäll 10. Den övre delen av spjället är upphängd på ett örhänge, och den nedre delen är monterad på en bräda 8 i toppen av vågen.

Viktappliceringsmekanismen 20, placerad på brädan 8, låter dig hänga vikter som väger 10 på den högra upphängningen; 20; 30 och 30 mg, vilket ger balansering med inbyggda vikter från 10 till 90 mg. Massan av de applicerade vikterna räknas på en digital urtavla ansluten till viktappliceringsmekanismen.



En optisk avläsningsanordning används för att projicera en skalbild på en skärm med hjälp av en illuminator, en kondensor, en lins och ett system av speglar och gör att massaändringen kan mätas i intervallet från 0 till 10 mg. Vågen har 100 läsavdelningar med ett divisionsvärde på 0,1 mg. Den optiska avläsningsanordningens uppdelningsmekanism gör att en uppdelning av skalan kan delas upp i 20 delar och, vilket ökar avläsningens upplösning, ger ett mätresultat med en upplösning på 0,005 mg.

1.2. Laboratoriebalans med dubbelprisma(Fig. 4.5) består av en asymmetrisk vippa 1, installerad med hjälp av ett stödprisma 2 på dynan 5 på vågens bas. En upphängning 9 med en lastupptagande kopp är ansluten till vipparmens ena arm genom ett lastupptagande prisma 6 och en kudde 11. En skena 10 är fäst vid samma upphängning, på vilken inbyggda vikter 7 hängs, total massa T 0 . En motvikt 4 är fäst vid den andra armen på vipparmen och balanserar vipparmen. Mikroskalan 3 på den optiska avläsningsanordningen är stadigt fastsatt på vippan 1. Vid mätning av massa, en vägande vikt 8 med en massa på T 1, och från stativet med hjälp av en viktmekanism, en del av vikterna 7 med en massa av T T.

Om T 1 > T g, då avviker balansstrålen med en vinkel φ (fig. 4.6). I detta fall kommer gravitationsmomentet av stabilitet att vara

Var T P, T etc, T k - upphängningsmassa, motvikt, vipparm; T om och T 1 - massa av alla inbyggda vikter och last; T g - massa av borttagna vikter; A 1 - avstånd från vippans rotationsaxel till kontaktpunkterna för det lastmottagande prismat med upphängningskudden; A 2 - avstånd från vippens rotationsaxel till motviktens tyngdpunkt; A k är avståndet från vippans rotationsaxel till dess tyngdpunkt, α 1, α 2 är vinklar beroende på installationen av vippprismornas linjer; g = 9,81 m/s2.

Kompenserande ögonblick

Fel δ y, beroende på gravitationsstabilitetsmomentet och avvikelsesvinkeln φ, bestäms av formeln:

(4.3)

Fel δ till, beroende på kompensationsmomentet, kommer att vara

(4.4)

Våg VLDP-100 (Fig. 4.4) med största viktgräns på 100 g, med namngiven våg och inbyggda vikter för full last. Vågen har en förvägningsanordning som gör att du kan öka hastigheten för massmätning och förenkla vägningsoperationer i samband med valet av vikter som balanserar det rörliga vågsystemet.

På vipparmens 1 korta arm finns en sadel med ett lastupptagande prisma 9 och på den långa armen finns en motvikt, en luftspjällskiva och en mikroskala 4 hos den optiska anordningen. Under vägningen vilar ett örhänge 11 på vipparmens lastupptagande prisma 9 med en kudde 10, till vilken en upphängning 7 med en lastupptagande kupa 6 är fäst.

Vågen har en viktmekanism 8, som tjänar till att ta bort från upphängningen och applicera tre decennier av inbyggda vikter som väger 0,1-0,9 på den; 1-9 och 10-90

Förvägningsmekanismen har en horisontell spak 3, vars fria ände vilar mot vipparmen. Den andra änden av hävarmen är stelt fäst vid en torsionsfjäder, vars rotationsaxel är parallell med vipparmens rotationsaxel.

Ris. 4.1. Lika-armad våg Ris. 4.2. Schema för krafternas verkan i likabeväpnade skalor

Ris. 4.3. Laboratoriejämnarmsvåg VLR-20		 Ris. 4.4. Laboratorievåg VLDP-100
Ris. 4.5. Dubbla prisma skalor Ris. 4.6. Schema för krafternas verkan i tvåprismabalanser

Isoleringsmekanismen 5 har tre fasta lägen: IP - utgångsläge, PV - preliminär vägning, TV - exakt vägning.

I utgångsläget är vipparmen 1 och upphängningen 7 på stopparna på isoleringsmekanismen 5. Spaken på förvägningsmekanismen är i det nedre läget, de inbyggda vikterna hängs på upphängningen.

Vid vägning av en last placerad på en kopp placeras isoleringsmekanismen först i PV-läget. I detta fall vilar spaken 3 på vipparmen, de inbyggda vikterna tas bort från upphängningen och upphängningen sänks ned på vipparmens lastupptagande prisma. Efter detta sänks vipparmen ned på dynan av stödprismat 2, avböjd med en viss vinkel vid vilken det motverkande momentet som skapas av förvägningsmekanismens torsionsfjäder balanserar momentet proportionellt mot skillnaden T k = T 0 - T 1 var T 0 - massa av inbyggda vikter; T 1 - massan av kroppen som vägs.

Med hjälp av skalan för den optiska avläsningsanordningen och ratten för delningsanordningen räknas det preliminära värdet av den uppmätta massan, som ställs in på räknarna för viktningsmekanismen.

När du flyttar isoleringsmekanismen till TV-läget, isolera först vipparmen och upphängningen, varefter vikter med en massa av T d. Spak 3 dras ner hela vägen, släpper vipparmen, upphängningen ansluts till vipparmen genom ett lastmottagande prisma och en kudde, och vipparmen sitter på dynan med stödprismat och exakt vägning är genomförde.

Värdet på den uppmätta massan räknas av vägningsmekanismens räknare, vågen och ratten på delningsanordningen.

1.3. Kvadrant skalorär enkla, tillförlitliga i drift och har hög noggrannhet. Till skillnad från andra laboratorievågar är den viktmottagande bägaren av kvadrantvågar placerad i den övre delen, vilket skapar en betydande användarvänlighet. Kvadrantvågar används i produktionslinjer, i centraliserade styrsystem och i styrsystem förknippade med massmätning.

Kvadrantskalor (fig. 4.7) består av en asymmetrisk vippa 1 (kvadrant), installerad med hjälp av ett stödprisma 2 på en hörnplatta 3, fäst vid skalans bas. Upphängningen 6, med hjälp av hörnkuddar 8, är installerad på det lastupptagande prismat 7, monterat på vipparmen 1. Den lastupptagande koppen 9 i kvadrantvågen är fäst vid den övre delen av upphängningen 6. För att förhindra upphängningen från att välta när en last placeras på koppen 9, är den nedre delen av upphängningen fäst vid basen av vågen genom ledade leder med användning av en spak 5 som kallas en sträng. Mikroskalan 4 på den optiska avläsningsanordningen är stelt fäst vid kvadranten. En skena är fäst vid upphängningen, på vilken inbyggda vikter är placerade.

Användningen av hörnkuddar och gångjärnsförband i den nedre delen av upphängningen i kvadrantskalor gjorde det möjligt att öka kvadrantens arbetsvinkel φ flera gånger jämfört med avböjningsvinkeln i skalor med lika arm eller tvåprisma. Till exempel, i kvadrantskalor, när den maximala belastningen appliceras på upphängningen, är avböjningsvinkeln 12°, och i skalor med lika armar och dubbelprisma är den mindre än 3°. Med en stor avböjningsvinkel blir naturligtvis även massmätområdet på vågen större, vilket gör det möjligt att minska antalet inbyggda vikter som används i vågen. Gångjärn med en sträng är dock en källa till ytterligare fel, vilket minskar vägningsnoggrannheten. Därför har de producerade kvadrantskalorna i allmänhet noggrannhetsklass 4.

Laboratoriekvadrantvågar modell VLKT-5 (Fig. 4.8) tillhör noggrannhetsklass 4 och är konstruerade för att mäta vikt upp till 5 kg. Mätsystemet av vågar inkluderar en vipparm 3, ett upphängningsfäste 2 med en lastupptagande skål 1 och en "sträng" b. Den prismatiska "strängen" är en av sidorna av det ledade parallellogrammet. Vippans "snöre" och stålprismor vilar på vinklade självinställande kuddar För att dämpa vibrationerna i det rörliga systemet har vågen en magnetisk dämpare 5. Vågen har också en mekanism för att kompensera för fluktuationer i nivån på den. arbetsplats, en anordning för att kompensera behållarens massa och en viktmekanism Vid vägning avlägsnas speciella grepp som drivs av viktmekanismens handtag från den lastmottagande upphängningen eller inbyggda vikter 7 som väger 1 och 2 kg är placerade på den. Massvärdena för de borttagna vikterna räknas från en digitaliserad trumma som är associerad med viktningsmekanismen. Bilden av mikroskalan, förstorad med hjälp av ett optiskt system, överförs till det frostade glaset på skärmen 8, där värdet på massan som bestäms när vippan avviker från sitt utgångsläge indikeras.

En cylindrisk spiralfjäder 9, fäst vid ena änden av upphängningen, är ett mätelement i delningsmekanismen. Den andra änden av denna fjäder, ansluten med en drivning till den digitala trumman på den mekaniska räknaren, kan röra sig vertikalt när delningsmekanismens mothandtag vrids. När trumman på en mekanisk motare roterar till en full kapacitet lika med 100 delar, sträcker sig fjädern och överför till vippan en kraft som motsvarar den kraft som skapas genom att ändra lastens massa med 10 g, och resultatet av mätningen som gjordes använda delningsmekanismen räknas på den digitala trumman på den mekaniska räknaren med en diskrethet på 0 ,1 g. Mikroskalan monterad på vippan har 100 divisioner med ett delningsvärde på 10 g. Därför mätområdet för den optiska avläsningsanordningen och delningsmekanism med en upplösning på 0,1 g är 1000 g.

Kvadrantvågen modell VLKT-500 (Fig. 4.9), designad för att mäta massa upp till 500 g (mätfel ±0,02 g), är utformade på liknande sätt.

Innan kroppsvikten mäts på nivå 1 installeras vågen i horisontellt läge med hjälp av justerbara stöd 4. För att sätta vågen i drift är det nödvändigt att ansluta nätsladden 5 till det elektriska nätverket och slå på strömbrytaren 2. Använd handtag 7, ställ in den digitala trumman på den mekaniska räknaren till läge "00" och använd handrattarna 3 ("grov") och 6 ("fin") tför att nollskala uppdelningen till ett symmetriskt läge. I detta fall är vägningsmekanismens handtag 9 i läget för mätning i området 1-100 g. Kroppen som studeras placeras på den lastmottagande koppen 10 och handtaget 7 kombinerar våguppdelningen med avläsningen. märken på skärmen 8.

Torsionsvågar WT-250 (Fig. 4.10) är utformade för att väga kroppar som väger upp till 250 g och har ett mätfel på ±0,005 g Vågens kropp vilar på tre stöd, varav två är justerbara och är utformade för att installera vågen i horisontellt läge på nivå 2.

Våghöljet har en glasskärm 4, genom vilken mätmekanismens ratt är synlig. Innan du väger, vrid låset 9 för att låsa upp fjädringen och använd svänghjulet 10 på tför att ställa visaren 5 till nollläget. Den uppmätta kroppen 7 placeras på upphängningen 6 och säkerhetslocket 8 stängs. Genom att vrida svänghjulet 3 på den rörliga ratten återförs visaren 5 till nollläget. I det här fallet bestäms mängden kroppsvikt av pilen på ratten på mätmekanismen.

1.4. Elektroniska digitala vågar. En betydande fördel med vågen är att driften inte kräver inbyggda eller överliggande vikter. Därför, under serieproduktion av vågar och under deras drift, sparas metall avsevärt och antalet vikter som är föremål för statlig verifiering minskas.

Elektroniska digitala vågar av 4:e noggrannhetsklassen, modell VBE-1 kg (Fig. 4.11, a), baserad på operationsprincipen som diskuterats ovan. Dessa vågar har en våganordning I monterad på en bas 2, och en elektrisk del som består av fem kretskort 3, 13, 14 med kontakter och monteringsfästen, en transformator 15, en sensor 4 som omvandlar linjära rörelser till en elektrisk signal.

Vägningsanordningen har ett stativ på vilket en konsol 12 och ett magnetsystem 16 med en arbetsspole 5 är monterade. elastisk-flexibel förbindning mellan ramarna och fästet. Arbetsspolen är fäst vid fodret 9, som är stelt förbundet med fästet 7. Det rörliga vägningssystemet är fäst genom fjädrar 8 så att spolen i det magnetiska systemets arbetsgap endast kan röra sig i vertikal riktning. I den övre delen av konsolen 7 finns ett stativ 10, på vilket den lastupptagande koppen 11 är installerad.

Den elektriska delen av vågen är gjord på kretskort placerade i vågkroppen. De elektriska elementen som genererar värme är placerade längst bak på vågen och är separerade från vågen med en värmesköld.

Vågen har en elektronisk anordning som kompenserar för kraften som genereras av behållaren. När en behållare placeras på den lastmottagande koppen visas värdet på dess massa på den digitala läsenheten, och efter att ha tryckt på "Tare"-knappen överförs detta värde till lagringsenheten och den digitala läsenheten ställs in på noll och vågen är redo att mäta lastens massa. Tarakompenseringsanordningen som ingår i vågen kompenserar för laster som väger upp till 1000 g.

Elektroniska digitala vågar av 4:e klass VLE-1 kg med förbättrade tekniska egenskaper (Fig. 4.11, b). Denna skala kan användas i stor utsträckning i slutna tekniska processer agroindustriella komplex. De har en utgång för anslutning av digitala utskriftsenheter och datorer, halvautomatisk kalibrering och taraviktskompensation över hela vägningsområdet. Terminalen tillhandahåller automatisk sortering av artiklar efter vikt och räknar antalet artiklar baserat på ett givet värde på massan av en vara.

3. Arbetsorder: läs klausul 1; med hjälp av formlerna (4.1)-(4.4) enligt initiala förhållanden(Tabell 4.1) för tvåprismaskalor, bestäm: stabilitetsmomentet M y, kompensationsmomentet M k, samt felen δ y och δ k, och gör en rapport.

Ris. 4.7. Laboratoriekvadrantskalor Ris. 4.8. Schema av kvadrantskalor VLKT-5
Ris. 4.9. Allmän form våg VLKT-500
A b

Tabell 4.1. Initial data för att utföra arbetet

Alternativ nr. T P , G T etc , G T Till , G T O , G A k, m A 1m A 2, m α1 = α2,º φ,º
0,15 0,08 0,16 1,0
0,26 0,11 0,22 0,9 2,9
0,32 0,17 0,32 0,8 2,8
0,18 0,15 0,30 0,7 2,7
0,20 0,12 0,22 0,6 2,6
0,16 0,09 0,17 0,5 2,5
0,27 0,12 0,24 1,5 2,9
0,33 0,18 0,34 1,4 2,8
0,19 0,16 0,31 1,3 2,7
0,23 0,14 0,24 1,2 2,6
0,17 0,07 0,15 1,1 2,5
0,28 0,13 0,27 1,0 2,4
0,34 0,19 0,36 2,0 3,2
0,20 0,17 0,34 1,8 3,1
0,21 0,15 0,25 1,7 3,0
0,29 0,14 0,28 1,6 2,9
0,35 0,20 0,37 1,5 2,8
0,21 0,18 0,36 1,4 2,7
0,24 0,13 0,26 1,3 2,6
0,19 0,07 0,16 1,2 2,5
0,30 0,15 0,29 1,1 2,4
0,36 0,21 0,39 1,0 2,3
0,22 0,19 0,38 0,9 2,2
0,21 0,11 0,23 0,8 2,1
0,14 0,09 0,18 0,7 2,0
0,31 0,16 0,30 0,6 3,0
0,37 0,22 0,41 0,5 2,9
0,23 0,20 0,43 1,5 2,8
0,25 0,10 0,20 1,4 2,7
0,18 0,06 0,14 1,3 2,6

- beskriv ändamål, design av enheter och rita deras diagram (Fig. 4.1

Utför beräkningar för att bestämma M y, M k, δ y och δ k;

Ge svar på säkerhetsfrågor.

Kontrollfrågor

1. Hur justeras det rörliga systemets jämviktsposition på vippan i VLR-20-skalan?

2. På vilken arm på vipparmen sitter sadeln med det lastmottagande prismat monterat i VLDP-100-vågen?

3. Vad är designskillnaden mellan kvadrantskalor och tvåprismaskalor?

4. Hur är kvadrantvågar modell VLKT-5 utformade?

5. Hur utförs vägningen på VLKT-500-vågen?

6. Hur fungerar elektroniska vågar modell VBE-1?

Laboration och praktiskt arbete nr 5

Vågar (enhet) Vågar, en anordning för att bestämma massan av kroppar genom tyngdkraften som verkar på dem. V. kallas ibland även instrument för att mäta andra fysiska storheter som för detta ändamål omvandlas till kraft eller kraftmoment. Sådana anordningar inkluderar t.ex. nuvarande skalor Och Hängsvåg. Handlingssekvensen vid bestämning av massan av kroppar i öst diskuteras i art. Vägning.

V. är en av de äldsta enheterna. De uppstod och förbättrades med utvecklingen av handel, produktion och vetenskap. Den enklaste V. i form av en likaarmsvippa med hängande koppar ( ris. 1) användes i stor utsträckning i byteshandel i det antika Babylon (2,5 tusen år f.Kr.) och Egypten (2 tusen år f.Kr.). Något senare uppträdde den ojämna axeln V. med en rörlig vikt (se. Besman). Redan på 300-talet. före Kristus e. Aristoteles gav en teori om sådan V. (regel kraftmoment). På 1100-talet Den arabiska vetenskapsmannen al-Khazini beskrev koppar med koppar vars fel inte översteg 0,1%. De användes för att bestämma densiteten av olika ämnen, vilket gjorde det möjligt att känna igen legeringar, identifiera förfalskade mynt, skilja ädelstenar från förfalskade etc. År 1586 Galileo för att bestämma densiteten av kroppar designade han speciella hydrostatiska vågor Den allmänna teorin om vågor utvecklades av L. Euler (1747).

Utvecklingen av industri och transport ledde till skapandet av fordon utformade för tunga laster. I början av 1800-talet. decimal Vs skapades. ris. 2) (med ett vikt-till-lastförhållande på 1:10 - Quintenz, 1818) och hundrade V. (V. Fairbanks, 1831). I slutet av 1800-talet - början av 1900-talet. Med utvecklingen av kontinuerlig produktion dök det upp vågmaskiner för kontinuerlig vägning (transportör, dosering, etc.). Inom olika grenar av jordbruk, industri och transport började vägare av en mängd olika konstruktioner användas för att väga specifika typer av produkter (i lantbruk t.ex. spannmål, rotfrukter, ägg etc.; inom transport - bilar, järnvägar. vagnar, flygplan; inom industrin - från de minsta delarna och sammansättningarna vid tillverkning av precisionsinstrument till flertonsgöt inom metallurgi). För vetenskaplig forskning design av precisionstester utvecklades - analytiska, mikroanalytiska, analys, etc.

Beroende på deras syfte är vikter uppdelade i standard (för kalibrering av vikter), laboratorie- (inklusive analytiska) och allmänna ändamål, som används inom olika områden av vetenskap, teknik och den nationella ekonomin.

Enligt funktionsprincipen är spänningar uppdelade i spak, fjäder, elektrisk töjningsmätare, hydrostatisk och hydraulisk.

Spakventiler är de vanligaste deras verkan är baserad på jämviktslagen. spak Spakens stödpunkt (”vipparmar” V.) kan vara i mitten (lika arm V.) eller förskjutas relativt mitten (ojämna armar och enarmiga V.). Många spakmaskiner (till exempel kommersiella, bilar, portionsmaskiner etc.) är en kombination av spakar av 1:a och 2:a typen. Stöden för spakarna är vanligtvis prismor och kuddar gjorda av specialstål eller hård sten (agat, korund). På spakvikter med lika armar balanseras kroppen som vägs av vikter, och ett visst överskott (vanligtvis 0,05–0,1 %) av vikternas vikt över kroppsvikten (eller vice versa) kompenseras av momentet som skapas av vipparen arm (med en pil) på grund av förskjutningen av dess tyngdpunkt i förhållande till den ursprungliga positionen ( ris. 3). Belastningen som kompenseras av förskjutningen av vipparmens tyngdpunkt mäts med hjälp av en avläsningsskala. Värdet på division s på hävstångs V.-skalan bestäms av formeln

s = k(P o c/lg),

där P 0 ‒ vikten av vipparmen med pilen, c ‒ avståndet mellan vipparmens tyngdpunkt och dess rotationsaxel, l ‒ vipparmens längd, g ‒ acceleration

fritt fall, k är en koefficient som endast beror på läsanordningens upplösning. Delningsvärdet, och följaktligen V.:s känslighet, kan ändras inom vissa gränser (vanligtvis genom att flytta en speciell vikt som ändrar avståndet c).

I ett antal spakarlaboratorier V. kompenseras en del av den uppmätta belastningen av kraften från elektromagnetisk interaktion - indragning av järnkärnan ansluten till vipparmen till en stationär solenoid. Strömstyrkan i solenoiden regleras av en elektronisk anordning som bringar spänningen till jämvikt. Genom att mäta strömstyrkan bestämmer de belastningen V proportionell mot den V. av denna typ förs till jämviktspositionen automatiskt, så de används vanligtvis för att mäta föränderliga massor (till exempel när man studerar oxidationsprocesser, kondensation, etc.). ), när det är obekvämt eller omöjligt att använda konventionella V. Vipparmens tyngdpunkt kombineras i dessa V. med rotationsaxeln.

I laboratoriepraxis används vikter (särskilt analytiska) med inbyggda vikter för en del av lasten eller för hela lasten ( ris. 4). Funktionsprincipen för sådan V. föreslogs av D.I. Mendelejev. Speciellt formade vikter hängs upp från axeln som lastskålen är placerad på (enarmade vikter), eller (mindre vanligt) från den motsatta axeln. I enarmad V. ( ris. 5) felet på grund av vippans ojämna armar är helt eliminerat.

Moderna laboratorievågar (analytiska, etc.) är utrustade med ett antal enheter för att öka noggrannheten och hastigheten på vägningen: vibrationsdämpare av koppar (luft eller magnetiska), dörrar, när de öppnas finns det nästan inget luftflöde, värmesköldar, mekanismer för att applicera och ta bort inbyggda vikter, automatiskt manövrerande mekanismer för val av inbyggda vikter vid balansering B. Projektionsvågar används alltmer, vilket gör det möjligt att utöka mätområdet på referensskalan vid små avböjningsvinklar för vipparm. Allt detta gör att du avsevärt kan öka prestandan hos V.

I höghastighets teknisk kvadrant V. ( ris. 6) mätgränsen på vipparmsavböjningsskalan är 50 – 100 % av den maximala belastningen V., vanligtvis inom intervallet 20 g – 10 kg. Detta uppnås genom en speciell design av en tung vipparm (kvadrant), vars tyngdpunkt ligger betydligt under rotationsaxeln.

De flesta typer av metrologisk, standard, analytisk, teknisk och handel ( ris. 7), medicinsk, transport, bil V., samt automatisk och portionerad V.

Funktionen hos fjäder- och elektriska töjningsmätare är baserad på Hookes lag (se. Hookes lag).

Det känsliga elementet i fjäderspänningar är en spiralformad platt eller cylindrisk fjäder, som deformeras under påverkan av kroppsvikten. V:s avläsningar mäts på en skala längs vilken en pekare som är kopplad till en fjäder rör sig. Det antas att efter att lasten tagits bort, återgår pekaren till nollläget, det vill säga ingen återstående deformation inträffar i fjädern under påverkan av lasten.

Med hjälp av fjäder V. mäter de inte massa, utan vikt. Men i de flesta fall är fjäderskalan graderad i massenheter. På grund av tyngdaccelerationens beroende av den geografiska latituden och höjden över havet beror avläsningarna av fjäderbatterier på deras plats. Dessutom beror fjäderns elastiska egenskaper på temperatur och förändring över tiden; allt detta minskar noggrannheten hos fjäder V.

I torsionsbatterier är det känsliga elementet en elastisk tråd eller spiralfjädrar ( ris. 8). Belastningen bestäms av fjädergängans vridningsvinkel, som är proportionell mot det vridmoment som belastningen skapar.

Verkan hos elektriska töjningsmätare är baserad på att omvandla deformationen av elastiska element (kolonner, plattor, ringar) som uppfattar kraften hos en belastning till en förändring i elektriskt motstånd. Givarna är mycket känslig tråd töjningsmätare, limmas på elastiska element. Som regel används elektriska töjningsmätare (vagn, bil, kran, etc.) för att väga stora massor.

Hydrostatiska tester används främst för att bestämma densitet fasta ämnen och vätskor. Deras handling är baserad på Arkimedes lag (se. Hydrostatisk vägning).

Hydraulic V. är liknande i design hydraulisk press. Avläsningarna görs med en tryckmätare kalibrerad i massenheter.

Alla typer av V. kännetecknas av: 1) slutbelastning - den största statiska belastningen som V. kan motstå utan att bryta mot deras metrologiska egenskaper; 2) divisionsvärde - massan som motsvarar en förändring i avläsningen med en skaldelning; 3) gränsen för tillåtet vägningsfel - den största tillåtna skillnaden mellan resultatet av en vägning och den faktiska vikten av den kropp som vägs;

4) tillåten variation av avläsningar - den största tillåtna skillnaden i V.s avläsningar vid upprepad vägning av samma kropp.

Vägningsfel på vissa typer av V. vid maximal belastning.

Vägningsfel vid maximal belastning

Metrologisk...........

Exemplarisk 1:a och 2:a kategori

Exemplarisk 3:e kategori och

teknisk 1:a klass............

Analytisk, semi-mikroanalytisk, mikroanalytisk, analys

Medicinsk........................

Hushåll...................

Bil........................

Transport................

Vridning...............

1 kg

20 kg - 1 kg

200 g - 2 g

20 kg - 1 kg

200 g ‒2 g

200 g

100 g

20 g

2 g

1 g

150 kg

20 kg

30 kg - 2 kg

50 t - 10 t

150 t - 50 t

1000 mg - 20 mg

5 mg - 0,5 mg

0,005 mg*

20 mg ‒ 0,5 mg*

1,0 mg ‒ 0,01 mg*

100 mg - 20 mg

10 mg - 0,4 mg

1,0 mg ‒ 0,1 mg*

1,0 mg ‒ 0,1 mg*

0,1 mg ‒ 0,01 mg*

0,02 mg ‒ 0,004 mg*

0,01 mg ‒ 0,004 mg*

50 g

10 g

60 g ‒5 g

50 kg - 10 kg

150 kg - 50 kg

1,0 mg - 0,05 mg

0,01 mg - 0,001 mg

* Använda precisionsvägningsmetoder.

Lit.: Rudo N. M., Libra. Teori, struktur, justering och verifiering, M. - L., 1957; Malikov L. M., Smirnova N. A., Analytiska elektriska vågar, i boken: Encyclopedia of Control and Automation Measurements, v. 1, M. - L., 1962: Orlov S.P., Avdeev B.A., Weighing equipment of enterprises, M., 1962; Karpin E. B., Beräkning och design av vägningsmekanismer och dispensrar, M., 1963; Gauzner S.I., Mikhailovsky S.S., Orlov V.V., Inspelningsenheter i automatiska vägningsprocesser, M., 1966.

ÄMNE : KROPPSVIKT. MAKTENHETER. DYNAMOMETER.

Syftet med lektionen : ge begreppet kroppsvikt, fastställa skillnaderna mellan kroppsvikt och gravitation; ange kraftenheten; Ta reda på vilken enhet som används för att mäta kroppsvikten.

Utrustning: dator, duk, projektor, golvvåg, dynamometer, mätcylindrar, vikter.

Lektionsplanering:

    Organisera tid(1 min)

    Kontrollera läxor (7 min)

    Att lära sig nytt material (18 min)

a) Kroppsvikt. Kraftenheter.

b) Dynamometrar. Typer av dynamometrar.

c) Kroppsvikt och dess beräkning.

4. Idrottslektion (G. Osters problem)

5. Lösa problemet. Konsolidering av det täckta materialet (10 min)

6. Lektionssammanfattning. Läxa(1 min)

Under lektionerna.

1. Organisatoriskt ögonblick.

2. Uppdatering av kunskap.

Låt oss börja lektionen med att komma ihåg några fysiska mängder och termer som vi träffade tidigare.

Fysisk diktering:

    Hur stor är gravitationen? Vad mäts det i?

    Vilken riktning har gravitationen?

    Vad är värdet av elastisk kraft? Vad mäts det i?

    Vilken riktning har den elastiska kraften?

    Skriv ner formeln för Hookes lag?

1) Dela upp dessa fysiska storheter i vektor och skalär: massa, gravitation, hastighet, tid, längd, tröghet och elastisk kraft.

(skalär: massa, tid, längd; vektor: gravitation, hastighet, elastisk kraft. Tröghet är det inte fysisk kvantitet, detta är ett fenomen).

Ytterligare fråga: definiera Det som kallas kroppsvikt. (detta är en fysisk storhet som är ett mått på en kropps tröghet).

Ytterligare fråga: Vad är deformation? ( deformation är en förändring av en kropps form eller storlek )

2) Avbilda grafiskt tyngdkraften som verkar på en tegelsten som ligger på jordens yta.

Bonusfråga: Varför faller regndroppar till marken istället för att flyga tillbaka till molnen? ( regndroppar påverkas av gravitationen)

Så vi har kommit ihåg några fysiska kvantiteter och termer som vi träffade tidigare, låt oss gå vidare.

3. Studera nytt material.

Vad väger pojken?

Har vi rätt att säga att pojkens vikt är __ kg?

Låt oss rösta. Räck upp handen om du tycker att det är rätt att säga detta. Och nu de som tror att vi talar fel. Åsikterna var delade. Låt oss inte bråka om vem som har rätt och vem som har fel. Det hjälper dig att ta reda på det nytt ämne « Kroppsvikt " Låt oss skriva ner det i en anteckningsbok.

- Vikt kroppar är fysiska storheter. Vi har redan tagit fram en plan för att studera fysiska mängder. Kom ihåg det, berätta för mig vad vi bör lära oss om kroppsvikt idag?

1. Definition.

2. Vektor eller skalär.

3. Beteckning.

4. Formel.

5. Måttenhet.

6. Mätanordning.

Dessa punkter i planen kommer att vara målet för vår lektion, och dessutom kommer vi att svara på den fråga som ställs.

- (Slide4) Tigerungen ligger på brädan (stöd). När en kropp placerades på ett stöd komprimerades inte bara stödet, utan också kroppen som attraherades av jorden. En deformerad, komprimerad kropp trycker på stödet med en kraft som kallas kroppsvikt.

Om en kropp är upphängd på en tråd (upphängning), så sträcks inte bara tråden utan även kroppen själv.

- Vi skriver ner: Kroppsvikt är den kraft med vilken kroppen, på grund av attraktion till jorden, verkar på ett stöd eller upphängning.

Vad tror du, är vikt en vektor eller en skalär kvantitet? ( eftersom detta är styrka,sedan vektor storlek)

Kroppsvikt är en vektorfysisk kvantitet

Vilken riktning har kroppsvikten? För att svara på denna fråga, kom ihåg tyngdkraftens riktning. Det stämmer, tyngdkraften är alltid riktad vertikalt nedåt, vilket betyder kroppens vikt också, eftersom denna kraft uppstår som ett resultat av attraktion till jorden.

Bokstavsbeteckning: P

Formel. P = F sladd(kroppen och stödet eller upphängningen är stationära eller rör sig jämnt och rätlinjigt)

Ganska ofta är vikten av en kropp lika med tyngdkraften som verkar på den.

F sladd fäst vid kroppen

R vikt fäst vid stödet (upphängning)

I vilka enheter mäts kraft?

För att hedra den engelske fysikern I. Newton, heter denna enhet newton - 1H

1 kN=1000N; 1N= 0,001kN

F sladd = m∙ g– gravitationsformel

P = F sladd = m∙ g m= P/g ; g= P/m

F sladd - gravitation [N]

m - vikt (kg]

g – gravitationsacceleration [N/kg]

g = 9,8 [N/kg]; g = 10 [N/kg];

(Slide5) i praktiken mäter de kraften med vilken en kropp verkar på en annan.

För att mäta styrka, använd en DYNAMOMETER

Begagnade : för åtdragning av muttrarna - det finns en momentnyckel så att muttern inte vrids och dras åt ordentligt; mäta handmuskeltonenFörallmän prestation och styrka hos en person,

Erfarenhet Låt oss ta en dynamometer och hänga en vikt som väger 102 g från den. I vila är dess vikt 1 N. Och faktiskt, om vikten hänger orörlig på dynamometerns krok, kommer den att visa exakt 1 N. Men om dynamometern. svängs upp, ner eller vänster - till höger visar den att vikten har ändrats. I figuren är det till exempel lika med 4 N. Kropparnas massa och tyngdkraften förändrades inte.

Så många experiment visar att vikten av en kropp är lika med tyngdkraften som verkar på den när kroppen och dess stöd (upphängning) är i vila eller rör sig jämnt och i en rak linje.

P = F sladd .

Observera också att de numeriska värdena för vikt och gravitation kan vara lika, men punkterna för deras tillämpning är alltid olika . Tyngdkraften appliceras alltid på kroppen själv, och dess vikt appliceras alltid på upphängningen eller stödet.

[P] = [1 Newton] = [1 H]

Övning 9 (2.3) (vi löser)

Sammanfattning:

    Vad heter enheten för att mäta kraft?

    En dynamometer är en enhet... (för att mäta kroppsvikt)

Vad är Mishas vikt? Har vi rätt att säga att Mishas vikt är __ kg?

( nej eftersom kroppsvikten mäts med en dynamometer) och mäts i N, kroppsvikten mäts med en våg --- kg) (Bild 7)

    Vad är formeln för gravitation?

    Vad tyckte du var svårt på lektionen?

    Vad visade sig vara svårt för dig?