Определение нулевой точки весов

Нулевой точкой или точкой равновесия весов называется то деление шкалы, на котором при отсутствии трения останавливается стрелка, когда коромысло перестаёт колебаться. Чтобы исключить влияние трения, не ожидают прекращения колебаний коромысла, а определяют нулевую точку методом качаний. Осторожно освободив коромысло и пронаблюдав несколько колебаний, замечают положение конца стрелки в моменты наибольших отклонений. Вследствие трения колебания затухают. Обычно нулевая точка определяется из пяти колебаний: например, берутся три отсчета влево ( , , ) и два вправо ( , ). Если среднее деление шкалы принять за нуль, то отклонения влево считаются отрицательными, вправо положительными. Взяв среднее арифметическое из отсчетов в каждую сторону, получают значение нулевой точки:

.

Определение чувствительности весов

Если на одну из чашек уравновешенных весов поместить добавочный небольшой перегрузок , то стрелка весов сместится на делений.

Чувствительность весов - это отношение числа делений шкалы , на которое смещается стрелка, к массе дополнительного перегрузка , вызвавшего это смещение:

, [дел/мг].

Следовательно, чувствительность определяется как смещение стрелки весов (в делениях шкалы или в углах поворота) под действием перегрузка массой 1 мг. Величину, обратную чувствительности, называют ценой деления:

, [мг/дел].

Таким образом, цена деления численно равна массе перегрузка, вызвавшей смещение стрелки на одно деление.

Взвешивание

При взвешивании на левую чашку весов кладут взвешиваемое тело, на правую - гири, приблизительно соответствующие весу тела. Осторожно освободив арретир, наблюдают за отклонением стрелки весов. Если она резко отклоняется влево или вправо, то, арретировав весы, подбирают гири до тех пор, пока весы приблизительно не придут в равновесие. При помощи гирь взвешивание производят с точностью до 10 мг, далее (до 1 мг) — рейтером, передвигая его па коромыслу да уравновешивания весов.

Если нулевая точка нагруженных весов , совпадает с нулевой точкой ненагруженных весов , то масса тела m равна массе гирь плюс показания рейтера .

Если , то масса тела , где - цена деления шкалы весов. Отклонению стрелки вправо за нулевую точку соответствует знак «+», влево знак «‒».

Поправка на кажущуюся потерю веса в воздухе

На каждое тело в воздухе действует выталкивающая сила, равная весу воздуха в объеме тела. В результате при взвешивании в воздухе испытуемое тело и гири теряют столько в своем весе, сколько весит вытесненный ими воздух. Условием равновесия для равноплечих весов с учетом данного обстоятельства является:

или

где и - истинные веса тела и гирь в вакууме,

и - выталкивающие силы, действующие на тело и гири соответственно.

С учетом того, что , , , условие равновесия принимает вид:

_,

где и - объемы тел и гирь;

, , - плотности тела, воздуха и гирь соответственно.

Так как взвешиваемое тело и гири обычно имеют разные объемы, то найденное значение веса тела в воздухе отличается от его веса в вакууме, что обусловлено разными выталкивающими силами, действующими на тело и гири.

Истинное значение веса тела в вакууме с учетом поправки на потери в воздухе и его массу находят по формулам:

Гири обычно изготавливаются из латуни, их плотность кг/м³, плотность воздуха при нормальных условиях кг/м³.

Разница между кажущимся и истинным значениями не превышает 0,2%, поэтому на практике часто ограничиваются определением веса тела, полученного непосредственно из взвешивания, не приводя его к вакууму.