Peser avec précision

Posté par cassandre kaci le 3rd février 2011 dans Leçons

Balance de précision, vue de face. Les masses marquées dans le tiroir.

Introduction :

On réalise une pesée avec une balance. Les balances existent depuis l’Antiquité. Pour effectuer la pesée, on utilise des « poids », appellation que l’on emploie dans le langage courant, mais en termes scientifiques, on utilise l’appellation « masses marquées ».

Pour réaliser une pesée précise, il faut des masses marquées très faibles.

Les balances ne sont devenues de véritables instruments de précision qu’au XIXe siècle. La balance nécessitant l’utilisation de poids, obligea à réglementer le pesage avec le plus grand soin.

Description :

L’appareil permettant une pesée précise est composé de deux plateaux, suspendus à chaque extrémité d’un fléau, lui-même posé en son milieu sur un couteau. Une aiguille fixée au fléau permet de repérer l’horizontalité du fléau. L’ensemble est enfermé dans une cage de verre pour être protégé des poussières et de l’agitation de l’air. Au niveau inférieur de la cage, un tiroir permet de stocker les masses marquées utiles à la pesée.

Qualités d’une balance

Une « bonne » balance doit être :

  • Juste, c’est-à-dire  que le fléau reste horizontal lorsqu’on place des masses égales dans chacun des deux plateaux ; Il faut pour cela que les deux bras du fléau aient exactement la même longueur
  • Sensible, c’est-à-dire que l’addition d’une masse petite détermine une inclinaison appréciable du fléau ;
  • Fidèle, c’est-à-dire qu’elle fournit toujours la même indication pour le même objet à peser, quelle que soit la position de cet objet sur l’un des plateaux.

La simple pesée

La simple pesée consiste à équilibrer l’objet à peser par des masses marquées et à lire leur valeur. Inconvénient : si la balance est fausse (comme généralement), le résultat est faux, particulièrement lorsque l’on souhaite une grande précision (de l’ordre du gramme).

La double pesée

C’est une technique qui permet de faire une pesée précise avec une balance qui n’est pas juste

Première pesée : On installe sur le plateau de gauche, par exemple, un objet quelconque (la tare) nettement plus lourd  que l’objet à peser, sa masse est T. L’objet à peser de masse x est placé sur l’autre plateau et, en ajoutant sur ce plateau des masses marquées dont la somme est m1, on amène l’aiguille devant une division n du cadran.

Deuxième pesée : On ne touche pas à la tare. On enlève le corps et les masses du plateau, puis on rétablit l’équilibre précédent, avec l’aiguille devant la même division n, en chargeant le plateau de nouvelles masses marquées dont la somme est, maintenant, m2.

On peut écrire que  x + m1 = m2 et donc en déduire la masse de l’objet inconnu    x = m2 – m1

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