الأدوات المستخدمة لقياس الكتلة

كتلة الجسم تمثل كمية المادة داخل هذا الجسم. قياس الكتلة لا يقيس بالضرورة الوزن ، حيث يتغير الوزن حسب تأثير الجاذبية. ومع ذلك ، لا تتغير الكتلة بغض النظر عن مكان وجود الكائن. مقدار المادة يبقى كما هو. لقياس الكتلة ، يستخدم العلماء أدوات مختلفة حسب حجم الجسم وموقعه.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

الكتلة هي مقدار المادة في الجسم. يوجد عدد من الأدوات لقياس الكتلة في بيئات مختلفة. وتشمل هذه الموازين والمقاييس ، ومحولات الطاقة للقياس ، وأجهزة استشعار الأنبوب الاهتزازي ، وأجهزة قياس الكتلة النيوتونية ، واستخدام تفاعل الجاذبية بين الأجسام.

بالنسبة لمعظم الأشياء اليومية ، يستخدم العلماء الميزان للحصول على كتلة الجسم. يقارن الميزان كائنًا بكتلة معروفة بالجسم المعني. أحد الأمثلة على التوازن هو توازن الحزمة الثلاثية. تعتمد وحدة القياس القياسية للكتلة على النظام المتري ويُشار إليها عادةً بالكيلوجرام أو الجرامات. تشمل الأنواع المختلفة من الموازين موازين الحزمة والموازين العلمية الرقمية. في الفضاء ، يقيس العلماء الكتلة بتوازن بالقصور الذاتي. يستخدم هذا النوع من التوازن زنبركًا يرتبط به جسم غير معروف الكتلة. يساعد مستوى اهتزاز الجسم وتيبس الزنبرك في العثور على كتلة الجسم.

داخل المنزل ، تساعد المقاييس الرقمية والربيعية الحديثة في تحديد الكتلة. يقف الشخص على الميزان الذي يكتسب وزن الجسم. مقياس رقمي يحسب كتلة الشخص عن طريق قياس وزن الجسم وتقسيمه على الجاذبية.

جهاز قياس الكتلة أكثر تطوراً ، يقيس SLAMMD الكتلة في المدار للإنسان على متن محطة الفضاء الدولية. SLAMMD هو جهاز مثبت على حامل يعتمد على قانون الحركة الثاني للسير إسحاق نيوتن ، حيث تساوي القوة تسارع الكتلة مضروبة. باستخدام زنبركين يمارسان قوة ضد شخص ما ، يحدد هذا الجهاز كتلة الشخص عن طريق القوة والتسارع.

من حين لآخر ، لا يمكن تحديد الكتلة باستخدام الميزان. لقياس كتلة السائل في خزان معاير ، يستخدم العلماء محولات الطاقة. محول الطاقة يقيس خصائص كتلة السائل في حالة ثابتة. يرسل محول الطاقة إشارة إلى المعالج ، والذي يقوم بحسابات الكتلة. مؤشر ، بدوره ، يعرض الكتلة. أخذ كتلة السائل المقاسة أسفل محول الطاقة وطرح كتلة البخار وكتلة السقف العائم وكتلة الرواسب السفلية والماء ينتج الكتلة الإجمالية.

يمثل قياس الخصائص الفيزيائية على المستوى المجهري تحديات للعلماء. إحدى الطرق الفعالة لقياس العينات البيولوجية بحجم ميكروغرام في السائل هي مستشعر كتلة الأنبوب الاهتزازي. أولاً ، يحدد المستشعر الكتلة الطافية لجسم ما باستخدام كثافة السائل. بعد إيجاد الكتلة الطافية ، يمكن إيجاد الكتلة المطلقة عن طريق قياس كتلة الطفو للجسم في موائع ذات كثافات مختلفة. يوفر هذا المستشعر المحمول الميسور التكلفة بيانات مفيدة عن المواد الحيوية مثل الأجنة والخلايا والبذور.

بالنسبة للأجسام الهائلة في الفضاء ، يعتمد العلماء على التفاعل الثقالي للجسم المعني مع الأجسام القريبة. لتحديد كتلة النجم ، تحتاج إلى معرفة المسافة بينه وبين نجم آخر ووقت تحركات كل منهما. يستخدم العلماء أيضًا سرعة الدوران لقياس كتلة المجرات.