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Si vous ne possédez pas de balance de qualité laboratoire, ne paniquez pas. En combinant quelques articles ménagers peu coûteux (un crayon, une règle, une bande de ruban adhésif) et quelques pièces de monnaie américaines dont les poids sont bien documentés, vous pouvez construire une balance simple à levier qui donne des mesures en grammes étonnamment précises.
Pour cette expérience, du ruban adhésif aidera à fixer la règle et deux petits carrés de carton ou gobelets en papier pourront servir de supports à vaisselle. Ce sont toutes des fournitures de bureau courantes que la plupart des gens possèdent déjà.
La précision dépend de la précision des poids de pièces que vous utilisez. La monnaie de chaque nation a des valeurs de masse standardisées. Dans cet exemple, nous utilisons des pièces américaines, mais la même méthode fonctionne avec n'importe quelle devise une fois que vous avez remplacé les poids appropriés (une recherche rapide en ligne fournira la masse de vos pièces locales).
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Commencez par rechercher les poids officiels des pièces que vous envisagez d'utiliser. Selon la Monnaie américaine, chaque centime pèse 2,500 g, chaque nickel 5,000 g, chaque centime 2,268 g et chaque quart 5,670 g. Ces chiffres sont précis au millième de gramme près.
Étant donné que les pièces accumulent de la saleté et peuvent s’user légèrement, il est préférable de les nettoyer et d’éviter d’utiliser des pièces très usées. Même avec une préparation minutieuse, une précision réaliste pour la balance faite maison est d'environ 0,1 g.
Suivez ces étapes pour assembler le levier :1. Placez un crayon à plat sur une surface stable.2. Posez une règle perpendiculairement sur le crayon, en alignant la marque de 6 pouces (pour une règle de 12 pouces) avec le centre du crayon pour localiser le centre de masse.3. Collez la règle sur le crayon au point de contact pour éviter de glisser.4. Fixez éventuellement un gobelet en papier ou un petit carré en carton à chaque extrémité de la règle pour créer des plats pour vos poids.5. Vérifiez que la règle reste parfaitement horizontale lorsque les plats sont vides :cela indique une base équilibrée.
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Placez l'objet que vous souhaitez peser sur un plat. Ensuite, ajoutez des pièces, une à la fois, dans le plat opposé jusqu'à ce que la règle revienne à l'horizontale, indiquant l'équilibre. Le poids total des pièces est égal à la masse de l'objet.
Par exemple, si un raisin repose sur un plat et que vous avez besoin de deux centimes plus un centime pour équilibrer la balance, le poids du raisin est la somme de ces pièces :(2 × 2,268 g) + 2,500 g =7,096 g, soit environ 7,1 g.
Gardez à l'esprit les limitations suivantes :• Les côtés plats du crayon peuvent introduire un léger biais lorsque la règle est proche de l'équilibre. • Les objets avec une répartition inégale de la masse peuvent déplacer le centre de gravité, rendant l'équilibre exact plus difficile à atteindre. • La méthode est la mieux adaptée pour estimer la masse ; des mesures précises, notamment pour les travaux scientifiques, nécessitent un équipement calibré.
Malgré ses imperfections, cette balance DIY offre un moyen rapide et peu coûteux de mesurer les grammes lorsqu’une balance appropriée n’est pas disponible. Si ce projet vous plaît, explorez d'autres expériences scientifiques de 10 minutes que vous pouvez tenter à la maison.