Номер 4, страница 57 - гдз по физике 7 класс учебник Пурышева, Важеевская

4. Что собой представляют учебные рычажные весы?

4. Учебные рычажные весы — это простой измерительный прибор, который используется в образовательных целях (например, на уроках физики в школе) для определения массы тел. Их работа основана на принципе равновесия рычага.

Основные конструктивные элементы учебных рычажных весов:

• Коромысло — основной элемент в виде рычага, который может вращаться вокруг горизонтальной оси.

• Точка опоры — призма (острая грань), на которую опирается коромысло. Такая форма опоры позволяет минимизировать трение.

• Чашки весов — две чашки, подвешенные к коромыслу на одинаковом расстоянии от точки опоры. На левую чашку обычно кладут взвешиваемое тело, а на правую — эталонные гири.

• Стрелка-указатель — длинная стрелка, прикреплённая к центру коромысла. Она показывает отклонение коромысла от положения равновесия.

• Шкала — неподвижная шкала с нулевым делением в центре, расположенная в основании весов. Когда стрелка указывает на ноль, весы находятся в равновесии.

• Арретир — механизм для фиксации коромысла. Перед тем как положить груз на чашки или снять его, весы арретируют (закрепляют), чтобы не повредить чувствительные части механизма.

• Набор гирь (разновес) — комплект эталонных гирь известной массы, с помощью которых производится взвешивание.

Принцип действия весов основан на условии равновесия рычага. Рычаг находится в равновесии, если моменты сил, вращающих его в противоположных направлениях, равны. Момент силы $M$ вычисляется как произведение силы $F$ на её плечо $l$: $M = F \cdot l$. Для рычажных весов это условие выглядит так: $M_1 = M_2$.

Силами, действующими на плечи рычага, являются веса тела ($P_1 = m_1g$) и гирь ($P_2 = m_2g$). Плечи у учебных весов одинаковы: $l_1 = l_2$. Таким образом, условие равновесия $P_1l_1 = P_2l_2$ превращается в $m_1gl_1 = m_2gl_2$. Сократив одинаковые для обеих сторон величины ($g$ и $l$), получаем, что равновесие наступает при равенстве масс:

$m_1 = m_2$

Это означает, что масса взвешиваемого тела равна сумме масс гирь, которые его уравновесили. Процесс взвешивания сводится к подбору гирь до тех пор, пока стрелка-указатель не остановится на нулевом делении шкалы.

Ответ:

Учебные рычажные весы — это прибор для измерения массы, работающий по принципу равноплечего рычага. Они состоят из коромысла с точкой опоры, двух чашек, стрелки-указателя со шкалой и арретира. Масса неизвестного тела определяется путем его уравновешивания на одной из чашек с помощью набора эталонных гирь, помещаемых на другую чашку. Равновесие достигается, когда масса тела становится равной суммарной массе гирь.