Gotovo svi su bili na vagi; neki ljudi svakodnevno provjeravaju svoju težinu u zdravstvene ili sportske svrhe, dok drugi više koriste uređaje za vaganje u supermarketu, na poslu ili kao dio sveobuhvatne prirodoslovne edukacije.
Često se vage optužuju za netočnost i to s pravom; ti su uređaji izloženi znatnom mehaničkom naprezanju u odnosu na svoju veličinu, posebno u slučaju takozvane kupaonice ili kućne vage, a ne treba puno baciti dijelove vage u nered čak i ako su pravilno konstruirani i baždaren.
Jeste li ikad razmišljali kako vaga uopće "zna" koliko joj je mase dodano? Kako ti uređaji, bez obzira na njihov unutarnji rad, s vremenom ostaju točni? I što je s tvrdnjom da "težina nije ista masa" kad je to jasno već iz pogleda na komercijalnom svijetu da se kilogrami i kilogrami često tretiraju kao različite jedinice iste fizičke količina?
Određena težina i masa
Masa je mjera materije same po sebi, količina "stvari" prisutnih u uzorku. Jedan od načina da zamislimo masu jest da ona ima intertia, što znači da ako se ne kreće, treba joj dodati energiju sustav da se kreće, dok ako se već kreće, mora se dodati energija da ga uspori ili zaustavi izravno. Intuicija vam govori da je što je objekt masivniji, teže je udovoljiti pokretu od mirovanja ili zaustaviti se kada je u pokretu.
Težina je masa pomnožena sa g, ubrzanje proizvedeno gravitacijom. Na Zemlji se obično koristi g vrijednost je 9,8 metara u sekundi na kvadrat (m / s2), dok je na Mjesecu to znatno manje, a na Jupiteru je daleko veće jer ta tijela imaju manje i veće mase od Zemlje. Rezultat je da će ista masa imati različitu težinu kada se stavi u jače ili slabije gravitacijsko polje.
U SI sustavu jedinica (metrički ili međunarodni sustav) osnovna jedinica mase je kilogram (kg), dok je jedinica težine, ili šire rečeno sila, njutn (N). Tako osoba s masom od 70 kg (oko 154 funte; 1 kg = 2,204 lb) će imati težinu (70) (9,8) = 686 N na Zemlji.
Masa naspram težine u svakodnevnom životu
Funta je zapravo jedinica težine, a ne mase. Korijenska jedinica mase u odgovarajućem carskom, odnosno britanskom sustavu jedinica je puž, koja je uglavnom pala u neupotrebu. Budući da većina ljudi koristi svoje vage na Zemlji, a Amerikanci žele znati njihovu "masu" u kilogramima, gravitacija je zapravo ugrađena u vage na Zemlji.
Stoga znanstveno nije ispravno reći "100 kilograma jednako je 220,4 kilograma", ali to jest je ispravno reći "Masa od 100 kilograma ima težinu od 220,4 kilograma na Zemlji." Imajte na umu da većina Količine su izumljene prije stoljeća, u vrijeme kada gravitacija osim Zemljine nije bila vrijedna računa za!
Kratka povijest vaga
Vjeruje se da je i Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716), koji je zaslužan za suizum matematičkog polja računa zajedno s Isaacom Newtonom, osmislio prve uređaje za vaganje. Njegova je konstrukcija bila vrlo slična astrološkom znaku Vage koji je obično predstavljen: okomiti stup s vodoravnom šipkom pričvršćenom na vrh pomičnim zglobom. S krajeva ove vodoravne šipke ovješene su dvije ploče dovoljne relativne mase da bi sklop bio u ravnoteži.
Genij Leibnizove naprave, nazvan a vaga središnjeg snopa, jest da bi to moglo odrediti srodnik mase označenih predmeta nizom sabiranja i oduzimanja kamenčića ili slično. Iz ove sheme bilo je neizbježno da se položaji označavaju i dodjeljuju im numeričke vrijednosti, a u igru je pušten i potpuno novi sustav praćenja preciznih količina.
Sredinom 1750-ih prva njihala vaga pojavili su se, a oni su s vremenom postajali sve složeniji jer su inženjerski razvoji omogućavali veću preciznost u proizvodnji. Klatnaste se vage i danas koriste u mnogim oblicima, a mnoge su opremljene elektronikom koja omogućava, recimo, pretvaranje određene težine u zadanu nabavnu cijenu.
Vrste vaga
Vaga srednjeg snopa, iz razloga koji su vjerojatno već jasni, nije više dio moderne znanosti ili trgovine kao što je Pony Express. Bez ovog danas neobičnog stroja ne bi nastala niti jedna ljestvica u modernoj upotrebi. Uzorak suvremenih vaga:
Analitička vaga: To je ono što ste vjerojatno vidjeli u laboratoriju. Jednostavno stavite predmet na tanjur na vrh jedinice i on vraća masu (ili, ako korisnik to više želi, "masu" u carskim jedinicama, poput unci ili kilograma). Oni su izgrađeni tako da ploča miruje samo pod utjecajem gravitacije, a stroj to uravnotežuje internim određivanjem sile potrebne da ploča ostane točno na mjestu.
Kupaonska vaga: Napredni napredak tehnologije rezultirao je modelima koji više nisu ni približno jednakoj definiciji kupaonske vage. Većina je danas digitalna, ali analogni modeli "stare škole" i dalje postoje.
Ljestvica brojanja: Koristi se za vaganje više predmeta za koje se zna da imaju jednoliku težinu (na primjer, precizni kuglični ležajevi) i za prikaz ukupnog broja komada na temelju rezultata.
Na primjer, ako ste imali veliku kolekciju različitih boja, ali inače identičnih gumenih kuglica, mogli biste to utvrditi točno koliko ih ima u vašoj zbirci učitavanjem na takvu vagu i postavljanjem ulaznog parametra na masu jednog lopta. Tako bi za set gumenih kuglica težine 0,125 kg po komadu i ukupne mase 40 kg, stroj odgovorio da imate [40 kg / (0,125 kg / kuglu)] = 320 kuglica u svojoj kolekciji.
Dizalica: Očekivani kapacitet ovih vaga je 2.000 kg ili više, što je 2,5 tone, slično većini svakodnevnih motornih vozila. Namijenjeni su za vaganje tereta istovremeno kada ih dizalica objesi iznad tla. To ne bi bio pothvat za nepažnju!
Mikrobalans: Oni se mogu očitati na vrijednost od 1 mikrograma (1 μg) ili bolje. Mikrogram je milijarda kilograma, što znači da iako to vjerojatno nije jedinica s kojom ste se presjekli na svjesne razine, to je dio svakodnevnog života za kemičare, mikrobiologe, farmakologe i mnoge druge profesionalce u znanosti.
Poštanska vaga: Ova vrsta uređaja za vaganje primjer je računalne vage koja prikazuje promjene cijena kad se masa dodaje ili uklanja prema potrebama kupaca. Koristi se za određivanje težine pošiljke ili troškova dostave za pisma ili pakete koje dostavljaju američke poštanske službe (USPS) ili privatne brodarske tvrtke.
Vaga vozila: Te su vage izrađene za vaganje velikih kamiona, poljoprivrednih i ostalih velikih industrijskih vozila. Vjerojatno ste vidjeli znakove s natpisom "Izvagajte stanicu ispred" ako ste vozili američkim međudržavnim autocestama.
Oni se koriste za provođenje sigurnosnih propisa, kao što je osiguravanje da vozila koja koriste određene ceste ne premašuju postavljena ograničenja težine tih cesta - nešto, opet, većina ljudi nema prilike viriti izbliza!