Waga szalkowa
Zasada działania
Waga szalkowa (dźwigniowa dwustronna) to najstarszy przyrząd do pomiaru masy. Składa się z symetrycznego ramienia (beleczki) osadzonego na ostrzu, na którego końcach zawieszone są dwie szalki o jednakowych masach.
Jeżeli na lewej szalce umieścimy ciało o masie \(m_X\), a na prawej odważniki o łącznej masie \(m_W\), to moment siły względem ostrza po stronie lewej wynosi \(m_X\,g\,L\), a po stronie prawej \(m_W\,g\,L\), gdzie \(L\) to długość ramienia. Warunek równowagi dźwigni wymaga, aby oba momenty były sobie równe:
\[ m_X \cdot g \cdot L \;=\; m_W \cdot g \cdot L \]
Ponieważ \(g\) i \(L\) występują po obu stronach równania, możemy je skrócić i otrzymujemy prostą zależność:
\[m_X=m_W\]
To właśnie dzięki temu tak łatwo jest mierzyć masę wagą szalkową: gdy ramię beleczki ustawi się poziomo, wystarczy zsumować masy odważników na prawej szalce, aby poznać masę ciała \(X\).
Dlaczego waga szalkowa nie zależy od przyspieszenia ziemskiego?
Z równania wynika, że \(g\) skraca się po obu stronach. Oznacza to, że ta sama waga ze sprawdzonym zestawem odważników wskaże tę samą masę zarówno w Warszawie, jak i na biegunie, a nawet na Księżycu – tam oba ciała będą „lżejsze" (\(g\) jest mniejsze), ale równowaga zachodzi dla tej samej masy. To jedna z zalet metody porównania w stosunku do wagi sprężynowej, która mierzy bezpośrednio siłę ciężkości.
Czułość wagi i dokładność pomiaru
Czułością wagi nazywamy kąt wychylenia beleczki przypadający na jednostkę różnicy mas. W naszej symulacji najmniejszy odważnik ma masę \(1\,\text{g}\), więc dokładność pomiaru wynosi \(\pm 1\,\text{g}\). W rzeczywistych wagach analitycznych osiąga się dokładności rzędu \(10^{-5}\,\text{g}\).
Zadanie
Zmierz masę przedmiotu X leżącego na lewej szalce. Dokładaj odważniki na prawej szalce, aż waga się zrównoważy.
Zestaw odważników
Użyj przycisków + i − na kafelce odważnika, aby dołożyć go lub zdjąć z prawej szalki. Liczba na środku to ilość sztuk aktualnie położonych na szalce.
Odważniki na prawej szalce
Podaj wynik pomiaru
Gdy waga się zrównoważy, wpisz masę przedmiotu X (w gramach) i kliknij „Sprawdź".
© medianauka.pl, 2026-04-23, A-5047/27549
