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Balkenwaage und Gewichtssatz

PhysikMessen und MessunsicherheitAlter 15–16Virtuelles Labor

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Eine Laborbalkenwaage mit einem Gewichtssatz von 100 g bis 10 mg und einem 10-mg-Reiter auf dem geteilten Waagebalken. Prüfen Sie die leere Waage und drehen Sie die Tariermutter, um den Nullpunktfehler zu beseitigen, geben Sie den Balken frei und bestimmen Sie die Ruhelage aus drei Umkehrpunkten, legen Sie Gewichte auf und verschieben Sie den Reiter bis zum Gleichgewicht, und lesen Sie die Masse in g und kg ab. Verschieben Sie das Auge, um die Parallaxe am Zeiger zu sehen; die Doppelwägung (Schalen tauschen) hebt ungleiche Hebelarme auf: m = √(m₁·m₂).

Lektion: Balkenwaage: Nullpunktfehler, Parallaxe und Doppelwägung

Was sie zeigt

Eine Balkenwaage vergleicht Drehmomente: Ruht der Balken waagerecht, ist die Masse auf der einen Schale mal ihrem Hebelarm gleich der Masse auf der anderen Schale mal deren Hebelarm. Bei gleichen Armen ist die Masse des Körpers gleich den Gewichtsstücken plus der Reiterablesung. Der Zeiger schwingt, daher bestimmt man die Ruhelage aus drei Umkehrpunkten. Zuerst wird der Nullpunktfehler mit der Tariermutter beseitigt, und das Auge muss in einer Linie mit dem Zeiger sein, um Parallaxe zu vermeiden. Sind die Arme ungleich, liefert das Wägen auf beiden Schalen m = √(m₁·m₂). Der Luftauftrieb wird vernachlässigt.

So funktioniert es

Geben Sie den Balken bei leeren Schalen frei und drehen Sie die Tariermutter, bis der Zeiger gleichmäßig um 0 schwingt. Klicken Sie auf Balken arretieren, wählen Sie den Körper, legen Sie Gewichte aus dem Gewichtssatz auf, verschieben Sie den Reiter und geben Sie den Balken wieder frei. Meldet der Status Gleichgewicht, klicken Sie auf Wägung notieren. Für die Doppelwägung klicken Sie auf Schalen tauschen und gleichen erneut aus.

Einstellbare Parameter

  • Wägeverfahren Einfache Wägung, Doppelwägung (Gauß)
  • Körper auf der Schale Kein Körper, Körper A, Körper B
  • Waage startet mit Nullpunktfehler
  • Hebelarme der Waage Gleich, Ungleich (fehlerhafte Waage)
  • Augenposition relativ zum Zeiger -3–3

Fragen zum Erkunden

  1. Warum bestimmt man die Ruhelage aus drei Umkehrpunkten, statt zu warten, bis der Zeiger stillsteht?
  2. Wie verändert ein nicht korrigierter Nullpunktfehler jede Ablesung?
  3. Warum liefert die Doppelwägung auch bei ungleichen Hebelarmen die wahre Masse?

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