Ход работы, страница 26 - гдз по физике 7 класс лабораторный практикум Холина, Березин

Лабораторные работы. Лабораторная работа № 6 «Измерение массы тела» - страница 26.

Условие.

Лабораторная работа № 6

https://go.prosv.ru/yWAdsa

ИЗМЕРЕНИЕ МАССЫ ТЕЛА

► Цель работы

Ознакомиться с методикой измерения массы тела.

► Приборы и материалы

Рычажные весы, электронные весы, набор гирь и разновесов, три твёрдых тела неизвестной массы.

► Подготовка к работе

Массу тела можно измерить с помощью рычажных весов (рис. 12, а). Они состоят из коромысла, на концах которого подвешены одинаковые чаши. Коромысло может вращаться вокруг оси, проходящей через его середину. Для измерения массы весы уравновешивают с помощью специальных регулировочных шайб на краях коромысла, перемещая их по резьбе. Тело, массу которого необходимо измерить, кладут на левую чашу весов, а гири и разновесы — на правую, начиная с самых тяжёлых, до тех пор, пока весы снова не будут уравновешены. Гири и разновесы необходимо брать с помощью пинцета, входящего в состав комплекта гирь и разновесов.

Рис. 12

Для измерения массы тела используют также электронные весы (рис. 12, б). При нажатии на кнопку включения на цифровом табло весов отображается нулевое значение массы. Твёрдое тело аккуратно ставят на платформу весов и фиксируют значение массы по цифровым данным на табло.

В работе предлагается: 1) измерить массы твёрдых тел с помощью рычажных весов; 2) измерить массы твёрдых тел с помощью электронных весов; 3) сравнить полученные результаты.

► Ход работы

1. Уравновесьте рычажные весы с помощью регулировочных шайб.

2. Измерьте массу твёрдого тела с помощью рычажных весов.

2.1. Положите тело, массу которого необходимо измерить, на левую чашу весов.

2.2. Гири и разновесы кладите на правую чашу весов, начиная с самых тяжёлых, до тех пор, пока весы не будут уравновешены.

2.3. Вычислите общую массу гирь и разновесов. Результат измерения массы твёрдого тела запишите в таблицу с учётом абсолютной погрешности.

Указание. Абсолютную погрешность измерения массы тела на рычажных весах считайте равной массе наименьшего разновеса, выводящего весы из равновесия.

№ опыта	Название тела	Масса тела, измеренная на рычажных весах, $m_р \pm \Delta m_р, г$	Масса тела, измеренная на электронных весах, $m_{эл} \pm \Delta m_{эл}, г$

3. Повторите опыт с двумя другими телами.

4. Измерьте поочерёдно массы трёх твёрдых тел на электронных весах. Результаты измерений запишите в таблицу с учётом абсолютной погрешности, приняв её равной единице младшего разряда на цифровом табло весов.

5. Сделайте вывод, в каком случае провести измерения получилось с меньшей абсолютной погрешностью.

Решение.

Дано:

Три твёрдых тела: металлический цилиндр, деревянный брусок, пластиковый кубик.

Рычажные весы с набором гирь и разновесов. Абсолютная погрешность измерения $\Delta m_p$ равна массе наименьшего разновеса, который выводит весы из равновесия: $\Delta m_p = 20 \text{ мг}$.

Электронные весы. Абсолютная погрешность измерения $\Delta m_{эл}$ равна единице младшего разряда на цифровом табло: $\Delta m_{эл} = 0.01 \text{ г}$.

Перевод в систему СИ:

$\Delta m_p = 20 \text{ мг} = 0.02 \text{ г} = 2 \cdot 10^{-5} \text{ кг}$

$\Delta m_{эл} = 0.01 \text{ г} = 1 \cdot 10^{-5} \text{ кг}$

Найти:

Массы трёх тел, измеренные двумя способами ($m_p \pm \Delta m_p$ и $m_{эл} \pm \Delta m_{эл}$), заполнить таблицу, сравнить точность измерений и сделать вывод.

Решение:

Для выполнения работы проведём измерения согласно инструкции.

1. Уравновесьте рычажные весы с помощью регулировочных шайб.

Перед началом измерений рычажные весы были приведены в состояние равновесия с помощью регулировочных винтов на коромысле.

2. Измерьте массу твёрдого тела с помощью рычажных весов.

3. Повторите опыт с двумя другими телами.

Проведены измерения масс трёх тел на рычажных весах. Масса тела определяется как сумма масс гирь и разновесов на чаше весов.

Масса металлического цилиндра: $m_{p1} = 50\text{г} + 20\text{г} + 10\text{г} + 2\text{г} + 0.5\text{г} + 0.2\text{г} + 0.1\text{г} + 0.05\text{г} = 82.85\text{ г}$.

Масса деревянного бруска: $m_{p2} = 20\text{г} + 10\text{г} + 5\text{г} + 1\text{г} + 0.2\text{г} + 0.05\text{г} + 0.02\text{г} = 36.27\text{ г}$.

Масса пластикового кубика: $m_{p3} = 10\text{г} + 2\text{г} + 1\text{г} + 0.5\text{г} + 0.1\text{г} + 0.02\text{г} + 0.01\text{г} = 13.63\text{ г}$.

Результаты с учётом погрешности ($\Delta m_p = 0.02 \text{ г}$) заносятся в таблицу.

4. Измерьте поочерёдно массы трёх твёрдых тел на электронных весах.

Проведены измерения масс тех же тел на электронных весах. Показания прибора с учётом погрешности ($\Delta m_{эл} = 0.01 \text{ г}$) заносятся в итоговую таблицу.

Итоговые результаты измерений сведены в общую таблицу:

№ опыта	Название тела	Масса тела, измеренная на рычажных весах, $m_p \pm \Delta m_p$, г	Масса тела, измеренная на электронных весах, $m_{эл} \pm \Delta m_{эл}$, г
1	Металлический цилиндр	$82.85 \pm 0.02$	$82.86 \pm 0.01$
2	Деревянный брусок	$36.27 \pm 0.02$	$36.25 \pm 0.01$
3	Пластиковый кубик	$13.63 \pm 0.02$	$13.64 \pm 0.01$

5. Сделайте вывод, в каком случае провести измерения получилось с меньшей абсолютной погрешностью.

Для определения, какой способ измерения точнее, сравним абсолютные погрешности приборов. Абсолютная погрешность измерения на рычажных весах составляет $\Delta m_p = 0.02 \text{ г}$, а на электронных весах — $\Delta m_{эл} = 0.01 \text{ г}$.

Поскольку $0.01 \text{ г} < 0.02 \text{ г}$, то $\Delta m_{эл} < \Delta m_p$. Это означает, что измерения, проведенные с помощью электронных весов, имеют меньшую абсолютную погрешность и, следовательно, являются более точными.

Ответ: Измерения получилось провести с меньшей абсолютной погрешностью при использовании электронных весов. Абсолютная погрешность электронных весов ($\Delta m_{эл} = 0.01 \text{ г}$) оказалась меньше абсолютной погрешности рычажных весов ($\Delta m_p = 0.02 \text{ г}$).