質量を測定する器具がてんびんです。

理科で使うてんびんには、上皿てんびん電子てんびんがあります(この稿では、おもに電子てんびんを取り上げます。)。

上皿てんびん

上皿てんびん







電子てんびん
電子てんびん














ばねはかりは重さを測定し、上皿てんびんは質量を測定する

ばねはかりは、ばねの「のび」や「ちぢみ」が加えたに比例することを利用して、ばねの「のび」や「ちぢみ」を重さの目盛りに変換して表示するものです。
ばねはかり
ばねはかりにのせた物体に重力がはたらくことでばねがのびちぢみし、その「のび」や「ちぢみ」を目盛りにかえて読み取るので、質量ではなくて重さを測定する器具です。



上皿てんびんは、あらかじめ質量を測定しておいた分銅とつりあわせることで物体の質量を測定するものです。

質量を測定しておいた分銅とのつりあいで数値を求めるので、重さではなくて質量を測定していることになります。


では、なぜ、電子てんびんで質量を測ることができるのでしょうか?

なぜ、電子てんびんで質量を測定できるのか?

上に皿があるばねはかりと電子てんびんは、測定器具にものをのせることは共通しています。
ばねはかりは物体にはたらく重力によってばねがちぢむことを利用しているので、重さを測る器具であると納得できます。

似た仕組みのように見える電子てんびんが重さではなくて質量を測定できるのはなぜでしょうか。

電磁式電子てんびん

電子てんびんには電磁式ロードセル式音さ式の3種類があるのだそうですが、中学理科では電磁式のものが使われます。

電磁式電子てんびんの内部には、ものをのせると動く棹(さお)と、磁石と、電流が流れると電磁石になるコイルがあります。

磁石で、常に棹が水平になるようにしてあります。

ものをのせるとが傾きます。

棹には傾きを感知するセンサーがついており、傾きに応じて電流コイルに流れて電磁石となり、棹を水平に戻す仕組みになっています。

このとき、コイルに流れる電流質量との関係があらかじめ数値化されており、それにもとづいて質量を目盛りとして表示するのが電子てんびんです。

上皿てんびんはあらかじめ質量を求めておいた分銅と比較することで物体の質量を測定し、電子てんびんはあらかじめ質量と流れる電流との関係が数値化されていて、それをもとに質量を測定しているわけです。


電子てんびんの使い方

1、電子てんびんは精密機械なので、湿度が低く、直射日光のあたらない場所で使うようにします。
他の理科の器具と同様に、水平な場所に設置します。

2、ます、電源コードをコンセントにつないで、スイッチを入れます。
 
3、何ものせないで、表示板が0になっていることを確認します。

4、薬包紙をのせて「風袋機能」ボタンを押し、表示板の数値が0になっていることを確認します(薬包紙の質量をひいておかないと物体の質量を測定したことにならないので、そのための操作です)。

5、測定する物体を薬包紙の上に静かにのせます。

6、表示板の表示がある数値に安定したら、その数値を物体の質量として読み取ります。


注意すること

精密機械だから、落とさないように両手で持ち、乱暴に置いたり、振動を与えたりしない。

測定できる限度以上の物体をのせない。

正確に質量が測定できるように、よごれや湿気をさける。




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