pgianno - Μάθημα 3ο: Μετρήσεις Μάζας

pgianno

Μάθημα 3ο:

Μετρήσεις Μάζας

Μάζα, βάρος, όργανα μέτρησης μάζας, διάγραμμα επιμήκυνσης μάζας,

Δείτε ή κατεβάστε το φύλλο εργασίας του σχολικού βιβλίου ε δ ώ

Δείτε ή κατεβάστε το φυλλάδιο που σας δόθηκε ε δ ώ

Τι είναι η μάζα ενός σώματος;

Μάζα ενός σώματος είναι η ποσότητα της ύλης που έχει το σώμα αυτό

Για παράδειγμα στις δύο συσκευασίες καφέ που βλέπετε δεξιά, περιέχεται καφές διαφορετικής ποσότητας άρα και διαφορετικής μάζας. Η μάζα του καφέ της πρώτης συσκευασίας αριστερά είναι …………. ενώ της άλλης δεξιά είναι ………………….

Ποιες είναι οι μονάδες μέτρησης της μάζας;

Θεμελιώδης μονάδα μέτρησης της μάζας είναι το ένα χιλιόγραμμο ή κιλό (Kg) ενώ για μεγαλύτερες μάζες χρησιμοποιούμε τον τόνο (t) ο οποίος ισούται με 1.000 κιλά ενώ για μικρές μάζες χρησιμοποιούμε το γραμμάριο (g ή gr) το οποίο είναι το ένα χιλιοστό του κιλού. Μια ακόμη μικρότερη μονάδα μάζας είναι το χιλιοστογραμμάριο (mg) (μίλι-γκράμ)

Δηλαδή 1t=1000 kg και 1 kg=1000 g και 1 g=1000 mg

Ένα κιλό (Κg) είναι η μάζα που έχει ένα λίτρο απεσταγμένου νερού στους 4 ⁰C

Με ποιο όργανο μετράμε τη μάζα ενός σώματος;

Το όργανο που χρησιμοποιούμε για τη μέτρηση της μάζας ενός σώματος είναι ο ζυγός σύγκρισης ο οποίος έχει δύο ίσους βραχίονες με έναν δίσκο στο κάθε βραχίονα. Στον έναν δίσκο τοποθετούμε το σώμα που θέλουμε να ζυγίσουμε (δηλαδή να βρούμε τη μάζα του) και στον άλλον τοποθετούμε τα σταθμά (σώματα με γνωστή μάζα)

(Υπάρχουν και άλλα όργανα μέτρησης μάζας όπως θα δούμε παρακάτω)

Όταν οι δύο δίσκοι ισορροπήσουν τότε η μάζα του σώματος που μετράμε θα είναι ίση με τη μάζα των σταθμών στον δίσκο του άλλου βραχίονα.

Στο παράδειγμα της εικόνας πιο πριν, στον δίσκο αριστερά τοποθετηθεί σώματα συνολικής μάζας ………………..

Άσκηση

Σε έναν ζυγό σύγκρισης στον αριστερό δίσκο υπάρχουν δύο σώματα με μάζες 1,2 kg και 250 g αντιστοίχως, ενώ στον άλλο δίσκο υπάρχουν δύο σώματα με μάζες 900 g και 0,55 kg. Eξετάστε εάν η ζυγαριά ισορροπεί.

Ζυγός Σύγκρισης

Δείτε έναν εικονικό ζυγό σύγκρισης με ίσους βραχίονες και πως αυτός λειτουργεί και χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της μάζας ενός σώματος

Άσκηση

Να συμπληρωθούν οι ισότητες με τους κατάλληλους αριθμούς:

50 mg = ____________ g 230 g = ____________ kg

3500 kg = ___________ t 32,5 g = ___________ mg

Τι είναι το βάρος ενός σώματος;

Βάρος ενός σώματος είναι η ελκτική δύναμη που ασκείται πάνω στο σώμα από τη γη.

(Είναι εκείνη η δύναμη που ενεργεί πάνω στο σώμα και το κάνει να πέφτει αν το αφήσουμε ελεύθερο από κάποιο ύψος)

ελκτική = που τραβάει προς το μέρος της

Ποια είναι η μονάδα μέτρησης του βάρους;

Tο βάρος (αλλά και όλες οι άλλες δυνάμεις) μετριέται σε Νιούτον Newton (Ν)

Με ποιο όργανο μετράμε το βάρος;

Tο βάρος είναι δύναμη επομένως το μετράμε με το δυναμόμετρο

(Όπως θα δούμε παρακάτω με το δυναμόμετρο (ελατήριο) μπορούμε να μετρήσουμε και την μάζα ενός σώματος)

Βάρος ή μάζα;

Στην καθημερινότητά μας συχνά συγχέουμε (μπερδεύουμε) τους όρους μάζα και βάρος οι οποίοι εκφράζουν διαφορετικά πράγματα. Έτσι η φράση που εκ παραδρομής λέγεται «Το βάρος μου είναι 63 Kg» είναι λάθος διότι με τα Kg μετράμε μάζα και όχι βάρος (δύναμη)

Επίσης

το βάρος ενός σώματος δεν είναι σταθερό (δηλαδή δεν είναι παντού το ίδιο). Εξαρτάται από τον τόπο που γίνεται η μέτρησή του. Το ίδιο σώμα μετριέται ελαφρύτερο στην κορυφή των Ιμαλαΐων σε σχέση με την επιφάνεια της θάλασσας.

Επίσης το βάρος ενός σώματος είναι έξι φορές μικρότερο στην σελήνη σε σχέση με αυτό μετράμε πάνω στη γη.

Απεναντίας η μάζα της πορτοκαλάδας που περιέχει ένα μεταλλικό κουτάκι δεν μεταβάλλεται από τόπο σε τόπο. Την ίδια ποσότητα πίνουμε είτε στην γη είτε στη σελήνη. Γι' αυτό λέμε ότι η μάζα ενός σώματος είναι σταθερή.

Τέλος υπάρχει μία αριθμητική σχέση που συνδέει το βάρος και τη μάζα ενός σώματος.

Βάρος σώματος (σε Νewton)= 9,8 X Μάζα σώματος (σε kg)

Δηλαδή για να βρούμε σε Νιούτον το βάρος ενός σώματος αρκεί να πολλαπλασιάσουμε τα κιλά της μάζας του με το 9,8

Τι αντιπροσωπεύει ο αριθμός 9,8 της προηγούμενης σχέσης;

Αντιπροσωπεύει τη γήινη βαρύτητα και εξαρτάται από το πόσο μακριά από το κέντρο της γης βρίσκεται το σώμα του οποίου θέλουμε να μετρήσουμε το βάρος.

Όταν απομακρυνόμαστε από το κέντρο της γης τότε η γήινη βαρύτητα ελαττώνεται συνεπώς και ο αριθμός που την αντιπροσωπεύει (τη γήινη βαρύτητα) μειώνεται

Συνεπώς στον ίδιο τόπο σώματα με την ίδια μάζα έχουν το ίδιο βάρος και αντιστρόφως

Έχει ενδιαφέρον !

Δείτε (προαιρετικά) σε αυτή την εφαρμογή εδώ πως μεταβάλλεται το βάρος από πλανήτη σε πλανήτη και απαντήστε σε ερωτήματα όπως

Σε ποιον πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος ένα σώμα παρουσιάζει το μεγαλύτερο βάρος του, κλπ

Πείραμα 1

Παρακολουθήστε με προσοχή το πείραμα καθώς και την συμπλήρωση του πίνακα με τις σχετικές μετρήσεις.

Παρατηρείτε κάτι σχετικά με τις τιμές του πίνακα; Παρατηρείτε κάποιο μοτίβο;

Σημαντική Παρατήρηση

Στο πείραμα 1 που μόλις παρακολουθήσαμε προέκυψε ο διπλανός πίνακας. Παρατηρούμε στον πίνακα ότι όταν η μάζα Μ διπλασιάζεται, τριπλασιάζεται ,...... το ίδιο συμβαίνει αντιστοίχως και και με την επιμήκυνση (x) του ελατηρίου.

Είναι δηλαδή η επιμήκυνση του ελατηρίου ανάλογη της μάζας που κρεμάμε από αυτό.

ή αλλιώς τα μεγέθη επιμήκυνση ελατηρίου και μάζα είναι ανάλογα μεγέθη

Πείραμα 2

Παρακολουθείστε το πείραμα στο youtube video και παράλληλα συμπληρώστε τον διπλανό πίνακα

(Κρεμάμε από ένα ελατήριο διαδοχικά σώματα γνωστής μάζας και αναζητούμε να δούμε αν υπάρχει κάποια σχέση ανάμεσα στις μάζα που κρεμάμε και την επιμήκυνση του ελατηρίου που παρατηρούμε)

(Είναι το πείραμα που κάναμε στην τάξη - δείτε το φυλλάδιο που σας έδωσα)

Δείτε συμπληρωμένο τον πίνακα της προηγούμενης παραγράφου εδώ. (Θα χρειαστούμε αυτόν τον πίνακα στην συνέχεια.)

Διάγραμμα Επιμήκυνσης - Μάζας

Δείτε στο διπλανό βίντεο πως κατασκευάζουμε ένα διάγραμμα επιμήκυνσης - μάζας;

Η δραστηριότητα αυτή είναι συνέχεια του πειράματος 2 όπου συμπληρώθηκε ο πίνακας με τις μετρήσεις που καταγράψαμε για να χρησιμοποιηθεί εδώ.

Βαθμονόμηση Ελατηρίου (Δυναμομέτρου)

Η διαδικασία που κάναμε στο πείραμα 2 όπου μετρήσαμε τις επιμηκύνσεις του ελατηρίου για τις διάφορες μάζες (που κρεμάσαμε στο άκρο του) μαζί με το διάγραμμα επιμήκυνσης μάζας που κατασκευάσαμε, λέγεται βαθμονόμηση του ελατηρίου (ή δυναμομέτρου).

Και τούτο διότι με την βοήθεια του διαγράμματος - όπως θα δούμε στο επόμενο βίντεο- μπορούμε να βρούμε τη μάζα ενός σώματος άγνωστης μάζας από την επιμήκυνση που αυτό προκαλεί στο ελατήριο. (Είναι σαν να έχουμε κατασκευάσει ένα δυναμόμετρο με κλίμακα με τη βοήθεια της οποίας μετράμε τη μάζα ενός σώματος)