Jaký je rozdíl mezi měřítkem a vyvážením?

Váhy a váhy mohou být použity pro podobné věci, ale pochopení rozdílů v tom, jak produkují své váhy, vám řekne o jejich různých použitích. Mnoho lidí používá slova „scale“ a „balance“ k označení stejných nebo podobných věcí. To může způsobit zmatek při určování toho, co se přesně měří laboratorními technikami, které používají váhy a váhy.

Při měření hmotnosti se obvykle používají váhy. Měří sílu působící na hmotu a pomocí vzorce pro hmotnost objektu na Zemi určují jeho hmotnost. Druhy vah se mohou lišit v tom, jak fungují. Moderní váhy někdy používají sady pružin uspořádaných společně, takže váha měří, kolik pružina stlačuje, aby určila hmotnost.

Ostatní váhy používají tenzometrické snímače hmotnosti. Jedná se o zařízení, která, když na ně působí síla, mírně komprimují tak, že elektrický odpor v tenzometru, zařízení, která měří elektrický proud přes siloměr, mohou být měřeno. Odpor v tomto elektrickém obvodu koreluje s hmotností umístěnou na stupnici, takže změnu tohoto odporu lze měřit a převádět na hmotnost.

Váhy se obecně používají v aplikacích, kde nepotřebujete tolik přesnosti a složitosti váhy. To znamená, že uvidíte použití při šlápnutí na váhu v tělocvičně nebo doma, stejně jako oblasti vážení složek potravin. Mezi další typy vah patří mechanické váhy, které měří hmotu přímo podle toho, o kolik se jehla otočí kvůli hmotnosti, nebo digitální váhy, které používají tenzometrický snímač, jak je popsáno.

Na druhé straně váhy vám řeknou množství všeho, co umístíte na plošinu váhy. Vypočítávají to na základě hmotnosti umístěné na plošině váhy pomocí stejných principů, jaké používají váhy. Avšak zejména váhy jsou obvykle vytvářeny pomocí mechanismu obnovy síly, který působí proti síle hmotnosti materiálu na váze. Tato obnovovací síla je to, co způsobí, že se objekt vrátí do rovnováhy s nulovou čistou silou.

Na rozdíl od vah jsou váhy komplikovanější a jsou obvykle vidět častěji v laboratořích, univerzitách ve výzkumných centrech, zdravotnických zařízeních a podobných výzkumných prostředích. Obecně mohou být také přesnější než stupnice.

Různé typy vah mohou zahrnovat mikrováhy, které váží vzorky hmotnosti na zlomky gramu, analytické váhy, které měří také drobné změny vah a přesných vah, které mají větší rozsah vah než analytické váhy, ale méně přesnost. Přesné váhy mohou měřit hmotnost v gramech s přesností až na dvě nebo tři desetinná místa. Analytické váhy mohou dosáhnout vyšší přesnosti, a to až na čtyři desetinná místa, a mikrováhy vám mohou říci hmotnost v gramech až na šest desetinných míst.

Navzdory těmto rozdílům mezi váhami a váhami se termíny „váhy“ a „váhy“ stále používají relativně zaměnitelně (jak je „scale scale“), a to i mezi vědci, zejména s ohledem na to, jaké mechanismy mohou váhy používat k měření hmotnosti a váhy, které mohou také měřit hmotnost. Pochopení těchto mechanismů podrobněji vám pomůže v případě potřeby rozlišit rozdíl.

Když lidé přemýšlejí o vahách nebo rovnováhách, je běžné, že si vizualizují dvě navzájem spojené hmoty na čepu, který váží jednu proti druhé. Tato primitivní forma stanovení hmotnosti nebo hmotnosti, která existuje u lidí po celá staletí, ukazuje fyzika gravitační síly, kterou používá mnoho vah a vah při určování hmotnosti nebo hmotnosti, resp.

Váhy a váhy mohou měřit hmotnost, respektive hmotnost, ale spoléhají na stejné fyzikální principy, kterými se řídí gravitační síly na objekty. Pomocí druhého Newtonova zákona můžete měřit sílu objektuFjako produkt své hmotnostimkrát jeho zrychleníApoužitímF = ma.Protože síla váhy objektuŽtahem k Zemi je tato síla, která využívá zrychleníGgravitační zrychlení, můžete rovnici přepsat naW = mgpro mšimobjektu.

V reálných aplikacích by váhy a váhy měly být kalibrovány na základě místa, kde jsou používá se proto, že gravitační zrychlení se může v různých částech systému měnit až o 0,5% Země. Po kalibraci váhy nebo váhy je převod mezi hmotností a hmotností pro vědecký přístroj přímý.

Váhy a váhy mohou sčítat tuto sílu spolu s dalšími silami, jako je změna délky pružiny v reakci na závaží umístěné na povrchu nástroje. Tyto pružiny se rozšiřují a stlačují podleHookeův zákon, který vám říká, že síla působící na pružinu, jako je hmotnost předmětu, přímo souvisí se vzdáleností, kterou se pružina v důsledku toho pohybuje.

V podobné podobě s druhým Newtonovým zákonem je tento zákon

pro aplikovanou síluF, tuhost pružinyka vzdálenost, kterou se pružina ve výsledku posuneX​.

Pružinová stupnice může být stejně citlivá a přesná k měření hmotností na zlomky liber. Když vstoupíte na váhu v koupelně, pružiny uvnitř se stlačí tak, že se jehla nebo číselník otáčí, dokud se nezobrazí vaše váha. Váhy na jaře mohou, bohužel, podléhat ochabnutí, protože pružina se běžně používá po dlouhou dobu. To způsobí, že pružina ztratí svoji schopnost a přirozeně se roztahuje a smršťuje. Z tohoto důvodu je nutné je vhodně a neustále kalibrovat, aby se tak nestalo.

Kromě Hookova zákona můžete použítYoungův modul(nebo modul pružnosti) při určování toho, jak moc bude struna komprimovat, když na ni budete vážit. Je definována jako poměr napětí k přetvoření daný vztahem

pro Youngův modulE, stresϵ("epsilon") a napněteσ(„sigma“).

Pro tuto rovnici je napětí dáno jako síla na jednotku plochy a přetvoření je změna délky dělená původní délkou. Youngův modul měří odolnost materiálu proti deformaci a tuhší materiály mají větší Youngovy moduly.

Youngův modul pak má jednotky síly na plochu, stejně jako tlak. Můžete to použít k vynásobení Youngova modulu pružností povrchu pružiny, která přijímá váhu objektu, aby se získala síla vyvíjená na pružinu. To je stejná sílaFv Hookeově zákoně.

Tenzometry, které se používají na vahách, měří změnu elektrického odporu v přítomnosti váhy na váze. Samotný tenzometr je kus kovu, který obklopuje tenký drát nebo fólii uspořádanou do mřížkového vzoru elektrického obvodu tak, že když zažije sílu v jednom směru, její odpor se změní dokonce o přesnou, malou část v poměru k hmotnost.

Když váha způsobí, že jsou části drátu nebo fólie napjatější a stlačenější, zvyšuje se odpor elektrického obvodu a tenzometr se v důsledku toho stává silnějším a kratším. Váhy, které pošlou proud obvodem, vypočítají, jak se tento odpor mění v důsledku hmotnosti, aby určily váhu, kterou na ně působí. Změna odporu je obvykle velmi malá a pohybuje se kolem 0,12 Ω, ale tím jsou tenzometry o to přesnější při určování hmotnosti.