Приборы, измеряющие массу и методы измерения массы.

Приборы, измеряющие массу тел, называются весами. Мы практически каждый день сталкиваемся с различными их модификациями в магазинах и на рынках. Бытовые весы ВПБ-20 можно рассмотреть на рис.13. Как видно из рисунка, цена деления весов составляет 100 г, т.е. погреность измерения массы составляет г. Такими весами удобно взвешивать большую сумку с картошкой на Южном рынке.

Для этого надо взять весы в правую руку за ручку А (см. рис.13), при этом крючок Б должен свободно висеть внизу. Крючком зацепить ручки сумки с картошкой и двумя руками осторожно, без рывков попытаться поднять весы вверх до отрыва сумки от земли. Если удастся держать все это на весу и одновременно заглянуть на шкалу В, то можно узнать массу груза. Если заглянуть на циферблат не удастся, то можно попросить сделать это какого-нибудь другого покупателя (который по Вашей милости сразу превращается в Экспериментатора).

Но если вы захотите купить 100 грамм развесной красной (а может быть даже черной) икры, вам лучше воспользоваться аналитическими весами (см. рис.14) и набором гирь (см. рис.15). Положите на чашку А (рис.14) коробочку с икрой, а на чашку Б гирьку 100 г из набора (рис.15). Если чашка Б с гирькой перевесит, то замените гирьку сразу шестью – 50, 20, 20, 5, 2 и 2 г. Всего будет 99 г. Все равно перевешивает? Замените одну гирьку в 2 г на другую в 1 г. Теперь на правой чашке весов 98 г.Результат не изменился? Уберите гирьку в 1 г, тогда останется 97 г. Почему же теперь чашка Б поднялась вверх? Да потому что 97 г недостаточно, чтобы перевесить икру. Значит она весит больше 97 г, но меньше 98 г. Будем уточнять дальше? Для этого существуют маленькие пластиночки (см. рис.15), на которых выбиты их массы в миллиграммах. С помощью этих пластинок можно подобрать любую комбинацию масс от 10 мг, до 990 мг. Таким образом можно принять цену деления весов с таким набором разновесов равной мг (а погрешность измерения будет 5 мг).

Рис.15. Комплект гирь

Как все, наверное, догадались, мой алгоритм взвешивания не очень удачный, так как предлагает уменьшать массу перегрузков всего на 1 грамм. Хорошо еще, что масса икры была 97 с лишним граммов, и нам пришлось сделать всего 4 шага. А если бы мы пытались взвесить груз масой 59 грамм, сколько же шагов тогды пришлось бы сделать? Предлагаю более эффективный алгоритм:

1. Кладем на правую чашку весов одну гирьку 100 г. Это много.

2. Меняем эту гирьку на другую в 50 г. Это мало.

3. Добавляем гирьку 20 г (всего 70 г) – много.

4. Меняем гирьку 20 г на другую в 10 г (всего 60) – много

5. Меняем 10 г на 5 г (всего 55 г) – мало.

6. Добавляем 2 г (всего 57 г) – мало

7. Добавляем 2 г (всего 59 г) – тютелька в тютельку!

Мы сделали всего 7 вместо 42 шагов, которые нам пришлось бы сделать, изменяя общую массу перегрузков на 1 грамм за один шаг.