Каква е разликата между мащаба и баланса?

Везни и везни могат да бъдат използвани за подобни неща, но разбирането на разликите в начина, по който те произвеждат тежестите, ви казва за различните им приложения. Много хора използват думите „мащаб“ и „баланс“, за да означават едни и същи или подобни неща. Това може да доведе до объркване при определяне на това, което точно се измерва чрез лабораторни техники, които използват везни и везни.

Обикновено се използват везни при измерване на теглото. Те измерват силата, действаща върху маса, и използват формулата за тегло на обект на Земята, за да определят теглото му. Видовете везни за претегляне могат да варират по начина, по който работят. Съвременните везни за претегляне понякога използват комплекти пружини, разположени заедно, така че везната да измерва колко пружината се компресира, за да определи теглото.

Други везни използват везни с тензодатчици. Това са устройства, които, когато се упражнява сила върху тях, леко се компресират така, че електрически съпротивление в тензодатчика, устройства, които измерват електрическия ток през товарната клетка, могат да бъдат измерена. Съпротивлението в тази електрическа верига корелира с тежестта, поставена върху скалата, така че промяната в това съпротивление може да бъде измерена и преобразувана в тегло.

Обикновено везните се използват в приложения, при които не се нуждаете от толкова голяма точност и сложност на везната. Това означава, че ще видите полза, когато стъпите на везната във фитнеса или в собствения си дом, както и в зоните за претегляне на хранителните съставки. Другите видове везни включват механични везни, които измерват масата направо с това колко се върти иглата поради тежестта или цифрови везни, които използват манометър за деформация, както е описано.

От друга страна, балансите ви казват масата на каквото и да поставите на платформата на везната. Те изчисляват това въз основа на тежестта, поставена на платформата на везната, използвайки същите принципи, които използват везните. Но по-специално балансите обикновено се изграждат с помощта на механизъм за възстановяване на силата, който се противопоставя на силата на тежестта на материала върху везната. Тази възстановителна сила е това, което кара обекта да се върне в равновесие с нетна сила нула.

За разлика от везните, балансите са по-сложни и обикновено се наблюдават по-често в лаборатории, университетски изследователски центрове, медицински заведения и подобни изследователски среди. Те обикновено могат да бъдат и по-точни от везните.

Различните видове везни за претегляне могат да включват микровеси, които претеглят масовите проби до фракции от грам, аналитични везни, които също така измерва минутни промени в теглото и прецизните везни, които имат по-голям диапазон от тегла, отколкото аналитичните везни, но по-малко точност. Прецизните везни могат да измерват масата в грамове с точност до два или три знака след десетичната запетая. Аналитичните везни могат да постигнат по-голяма точност до четири знака след десетичната запетая, а микробалансите могат да ви кажат маса в грамове до шест знака след десетичната запетая.

Въпреки тези разлики между везни и баланси, термините "везни" и "везни" все още се използват относително взаимозаменяемо (както е дадено от термина "баланс на везната"), дори сред учените, особено като се имат предвид механизмите, които използва везните, също може да измерва масата, а тези, които използват везните, също могат да измерват тегло. По-подробното разбиране на тези механизми може да ви помогне да разберете разликата, когато е необходимо.

Когато хората мислят за везни или баланси, често се вижда, че те визуализират две маси, свързани помежду си върху опора, която тежи една срещу друга. Тази примитивна форма за определяне на маса или тегло, която е била с хората от векове, показва физика на гравитационната сила, която много везни и везни използват при определяне на теглото или масата, съответно.

Везни и везни могат да измерват съответно тегло и маса, но те разчитат на същите физически принципи, регулиращи гравитационните сили върху обектите. Използвайки втория закон на Нютон, можете да измерите силата на обектFкато продукт от неговата масампо неговото ускорениеаизползвайкиF = ma.Защото силата на теглото на даден обектWдърпа към Земята е тази сила, която използва ускорение наж, гравитационно ускорение, можете да пренапишете уравнението катоW = mgза масатамна обекта.

В реалните приложения, везните и везните трябва да се калибрират въз основа на местоположението, на което се намират се използва, тъй като гравитационното ускорение може да варира с до 0,5% в различните части на Земята. След калибриране на скалата или везната, преобразуването между тегло и маса е просто за научния инструмент.

Везни и везни могат да сумират тази сила заедно с други сили, като промяната в дължината на пружина в отговор на тежест, поставена на повърхността на инструмента. Тези пружини се разширяват и компресират споредЗаконът на Хук, което ви казва, че силата, действаща върху пружина, като теглото на обект, е в пряка корелация с разстоянието, което пружината се движи в резултат на това.

В подобна форма на втория закон на Нютон, този закон е

за приложена силаF, твърдостта на пружинатаки разстоянието, което в резултат се движи пружинатах​.

Пролетната везна може да бъде толкова чувствителна и прецизна за измерване на масите към фракции килограми. Когато стъпите на везна за баня, пружините вътре в нея се компресират така, че иглата или циферблатът да се въртят, докато теглото ви се покаже. За съжаление пролетните везни могат да бъдат обект на отпускане, тъй като пружината се използва рутинно за дълъг период от време. Това кара пролетта да загуби способността си и да се разширява и свива естествено. Поради тази причина те трябва да бъдат калибрирани по подходящ начин и постоянно, за да се предотврати това.

В допълнение към Закона на Хук можете да използвате иМодул на Йънг(или модул на еластичност) при определяне на това колко струна ще се компресира, когато натоварвате върху нея. Определя се като съотношението на напрежението към деформацията, дадено от

за модула на ЙънгЕ., стресϵ("епсилон") и щамσ("сигма").

За това уравнение напрежението се дава като сила на единица площ, а деформацията е промяната в дължината, разделена на първоначалната дължина. Модулът на Йънг измерва устойчивостта на даден материал да се деформира, а по-твърдите материали имат по-големи модули на Йънг.

Тогава модулът на Йънг има силови единици на площ, както и налягането. Можете да използвате това, за да умножите модула на Юнг по повърхността на пружината, която приема теглото на обекта, за да се получи силата, упражнена върху пружината. Това е същата силаFв Закона на Хук.

Тензометри, които се използват при везни за измерване, измерват промяната в електрическото съпротивление в присъствието на тежестта на везната. Самият тензодатчик е метално парче, което обгражда тънка тел или фолио, подредени в мрежа, подобна на електрическа верига такъв, че когато изпитва сила в една посока, съпротивлението му се променя дори с точно, малко количество пропорционално на тегло.

Когато теглото прави частите от проводника или фолиото по-напрегнати и компресирани, съпротивлението на електрическата верига се увеличава и тензодатчикът става по-дебел и по-къс в отговор на това. Изпращайки ток през веригата, везните изчисляват как това съпротивление се променя поради тежестта, за да определи тежестта, упражнявана върху тях. Промяната в съпротивлението обикновено е много малка и около 0,12 Ω, но това дава тензодатчиците още по-голяма точност при определяне на теглото.