Zdjęcie okładkowe (poglądowe) przedstawia zdjęcie drewnianej deski, na której ułożono w szeregu odważniki wykorzystywane do pomiaru masy przy pomocy wagi szalkowej. Odważniki mają cylindryczny kształt i uchwyt w postaci kulki na górnej podstawie. Wykonane są z żelaza pokrytego srebrzystą farbą lub warstwą aluminium, dlatego mają srebrzysty i połyskliwy kolor. Odważników jest sześć. Największy widoczny jest po lewej stronie. Obok niego, po prawej stronie widoczny jest nieco mniejszy. Trzeci od lewej jest najmniejszy a trzy kolejne po prawej stronie ustawione są według rosnących rozmiarów. Na tle zdjęcia umieszczono tytuł "Wyznaczanie nieznanej masy - kiedyś i dziś".
Zdjęcie okładkowe (poglądowe) przedstawia zdjęcie drewnianej deski, na której ułożono w szeregu odważniki wykorzystywane do pomiaru masy przy pomocy wagi szalkowej. Odważniki mają cylindryczny kształt i uchwyt w postaci kulki na górnej podstawie. Wykonane są z żelaza pokrytego srebrzystą farbą lub warstwą aluminium, dlatego mają srebrzysty i połyskliwy kolor. Odważników jest sześć. Największy widoczny jest po lewej stronie. Obok niego, po prawej stronie widoczny jest nieco mniejszy. Trzeci od lewej jest najmniejszy a trzy kolejne po prawej stronie ustawione są według rosnących rozmiarów. Na tle zdjęcia umieszczono tytuł "Wyznaczanie nieznanej masy - kiedyś i dziś".
Wyznaczanie nieznanej masy – kiedyś i dziś
Czy to nie ciekawe?
Jeśli chcesz wiedzieć, jaką masz masę, to pewnie po prostu idziesz do łazienki i stajesz na wadze. Po pomiarze siły nacisku Twoich stóp na mechanizm wagi, wskazówka lub wyświetlacz wyświetlają wynik w kilogramach. Ale uwaga – to, co naprawdę mierzy waga, to Twój ciężar, a nie Twoja masa! Pomiar dokonywany przy pomocy wagi opiera się na pomiarze Twojej siły ciężkości, równoważonej inną siłą, na przykład siłą sprężystości uginanej sprężyny. Czy taki pomiar możliwy jest w Kosmosie? Nie, ponieważ w stanie nieważkości Twój nacisk na wagę wynosi zero. Dla astronautów na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej takie wagi są bezużyteczne. Jak inaczej wyznaczyć więc masę ich ciała?
R1Mc0ACIx7pE0
Rys. a. Zdjęcie przedstawia astronautę w międzynarodowej stacji kosmicznej, dokonującego pomiaru swojej masy. Urządzenie do pomiaru masy ma kształt niebieskiego słupka z dwoma chwytakami u dołu i oparciem na klatkę piersiową u góry. Astronauta ubrany w szare spodnie i żółtą koszulkę pokazany jest w pozycji, w której układa klatkę piersiową na górnym oparciu urządzenia i obiema rękami łapie za chwytaki poniżej. Wygląda to tak, jakby przytulał się do urządzenia. Urządzenie wykonuje samoczynnie ruch oscylacyjny ze stałą częstotliwością zależną od jego masy. Kiedy "przytulony" astronauta zwiększa masę układu, częstotliwość oscylacji maleje. Z różnicy częstotliwości wyznaczana jest masa. W dużym uproszczeniu można powiedzieć, że rozpatrując ruch drgający, zmiana masy układu jest proporcjonalna do odwrotności różnicy kwadratów częstotliwości oscylacji urządzenia bez i z astronautą. W tle widać białe pomieszczenie stacji kosmicznej z różnego rodzaju aparaturą przymocowaną do ścian. Z tyłu pomieszczenia widoczny jest inny astronauta wykonujący pracę w stacji kosmicznej.
Rys. a. Astronauta podczas pomiaru swojej masy na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. [Źródło: NASA / Public domain]
Twoje cele
W tym materiale:
dowiesz się, jakie są różne sposoby wyznaczania masy ciał, historyczne i współczesne,
zrozumiesz, jak wykorzystać różnorodne zjawiska fizyczne do wyznaczania masy obiektów w bardzo małych skalach lub w niecodziennych warunkach,
wyznaczysz masę ciał korzystając z warunku równowagi dla różnych typów wag.
