DETERMINAREA MASEI CORPURILOR

DETERMINAREA MASEI CORPURILOR

A.Consideratii teoretice

In general, in laborator, masele mici se determina cu balanta, operatiunea numindu-se cantarire.

Prin cantarire se compara greutatea corpului cu greutatea maselor marcate, prin echilibrare pe talerele balantei.

Prin masa se intelege marimea fizica care masoara inertia unui corp, altfel spus, masa reprezinta cantitatea de materie continuta de un corp.

Greutatea "G" a unui corp este forta cu care un corp este atras, in vid spre Pamant, dupa directia acceleratiei gravitationale "g". Din legea a II-a a dinamicii: F=m*a    se obtine pentru greutate: G=m*g.

Unitatea de masa in S.I. este m _SI = kg.

In laborator se folosesc gramul si submultipli ai gramului. Pentru cantariri de precizie se foloseste balanta analitica care poate evalua mase pana la valoarea de 10^-1mg

Pentru a fi utilizata o balanta analitica, trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

a)     sa fie stabila, adica sa se gaseasca in echilibru stabil;

b)     sa fie exacta, adica sa nu devieze din pozitia de echilibru cand nu este solicitata;

c)     sa fie sensibila, deci sa devieze cat mai mult pentru mese cat mai mici.

Din cauza sensibilitatii ei mari, balanta analitica trebuie asezata pe o consola rigida, ferita de trepidatii si la temperatura cat mai constanta. Protectia fata de curentii de aer sa se realizeze prin cutii cu pereti de sticla.

B.Metodica experimentala

1.Descrierea balantei analitice

Constructia si utilizarea balantei se bazeaza pe principiul parghiilor. Va fi descrisa balanta poloneza tip WA-11.

Partea principala a balantei este o parghie metalica (L) (fig.), cu bratele egale, care prin intermediul unui cutit se sprijina pe suportul (2). La capatele parghiei, prin intermediul altor doua cutite, sunt suspendati cilindrii de amortizare (3) pe care se suspenda cele doua plante (4). Balanta de blocheaza si deblocheaza cu ajutorul manetei (5). Legat rigid de parghie este acul indicator (6) pe care este fixata scara gradata a carei imagine se proiecteaza pe geamul mat (7) in momentul cand balanta este deblocata. Scara este gradata intre -10 si +10 mg. Cea mai mica diviziune care poate fi citita pe ea are valoarea de 0,2 mg. Claritatea scarii gradate se realizeaza prin intermediul surubului (11). Firul reticular de pe geamul mat - vizibil la deblocarea balantei - se manevreaza prin intermediul surubului (10).

Orizontalitatea balantei se controleaza pe nivela de bula (8) si se realizeaza prin manevrarea surubului (9).

Balanta este echipata cu un transformator (220 V/6V), care alimenteaza becul fixat in spatele balantei.

Echilibrarea masei corpului de cantarit se face cu masele marcate aflate in cutie (valori intre 200 - 0,010g), care se manipuleaza cu ajutorul uneui pensete, iar valorile sub 10 mg se citesc pe scara gradata.

2.Modul de lucru

Inainte de cantarirea propriu-zisa sunt neceare cateva operatii: conectarea la retea, verificarea orizontalitatii balantei, fixarea punctului zero sau a pozitiei de echilibru si valorificarea sensibilitatii balantei.

Balanta se conecteaza la retea prin intermediul transformatorului. Se verifica nivela cu bula. Prin manevrarea suruburilor de sustinere se aduce balanta in pozitia orizontala.

Se deblocheaza balanta si se fixeaza claritatea scarii gradate. Firul reticular de pe geamul mat se fixeaza prin surubul (10) pe diviziunea zero a scalei. Daca zero al scalei cade in afara domeniului pe care se poate plasa firul, se blocheaza balanta, se ridica capacul de sticla (12), si se actioneaza usor unul din suruburile (13) in directia in care vrem sa incarcam sau sa descarcam bratul respectiv al balantei.

Pozitia firului pe diviziunea zero a scalei corespunde punctului zero al balantei si fata de aceasta pozitie se fac toate cantaririle.

Se verifica apoi sensibilitatea balantei: se adauga pe unul din talere masa marcata de 10 mg si se verifica daca aceasta produce o deplasare a scarii gradate corespunzatoare cu diviziunea de 10 mg. Daca firul reticular nu cade pe diviziunea + sau - 10 mg, se regleaza sensibilitatea prin operarea piulitei (14) (insurubarea in jos face sa creasca valoarea pe scala, deplasarea in sus o face sa scada).

Cantarirea se poate face prin mai multe metode.

a.Metoda simplei cantariri. Corpul de cantarit se aseaza pe talerul din stanga. Se inchide usita. Pe talarul din dreapta se pun mase marcate, succesiv, incepand cu cele mai mari. Incarcarea si descarcarea balantei se face numai cu balanta blocata. Dupa asezarea maselor marcate, deblocarea se face numai atat cat sa se poata vedea sensul de deviere (pentru deblocare si blocare se foloseste mana stanga). Daca masa este prea mare, se pune masa mai mica urmatoare si se procedeaza astfel cu masele marcate din cutie. Valorile sub 10 mg se citesc pe scara gradata. Valorile cu (+) se aduna la masele marcate puse pe taler, valorile cu (-) se scad.

La cantarirea masei se noteaza temperatura de lucru si umiditatea relativa a aerului, citita la un higrometru.

b.Metoda tarei (Borda). Se aseaza corpul de cantarit pe talerul din dreapta si se face tara acestuia echilibrand balanta cu alice si foite de hartie. Se indeparteaza corpul si in locul lui se pun mase marcate pana la stabilirea din nou a echilibrului. Suma maselor marcate reprezinta masa corpului.

Se vor efecftua zece determinari.

unde se calculeaza cu formula:

Dg=10^-2