Szinte mindenki mérlegen volt; van, aki egészségügyi vagy sportolási célból naponta ellenőrzi a súlyát, míg mások a szupermarketben, a munkahelyen vagy egy átfogó természettudományos oktatás részeként használják jobban a mérlegeket.
A mérlegeket gyakran azzal vádolják, hogy helytelenek, és helyesen; ezek az eszközök méretükhöz képest jelentős mechanikai igénybevételnek vannak kitéve, különösen az úgynevezett fürdőszoba ill háztartási mérleg, és nem kell sok ahhoz, hogy a mérleg alkatrészeit rendetlenségbe dobjuk, még akkor is, ha megfelelően vannak felépítve és kalibrált.
Gondolkodott már azon, hogy egy skála egyáltalán "tudja", hogy mekkora tömeget adtak hozzá? Hogyan maradnak ezek az eszközök, függetlenül a belső működésüktől, pontosak az idő múlásával? És mi van azzal az állítással, hogy "a tömeg nem azonos tömeg", ha az a kereskedelmi világban, hogy a kilogrammokat és fontokat gyakran ugyanazon fizikai különbözõ egységekként kezelik Mennyiség?
Súly és tömeg meghatározása
Tömeg az anyag mértéke önmagában, a mintában lévő "anyag" mennyisége. A tömeg felfogásának egyik módja az, hogy intertia van, vagyis ha nem mozog, energiát kell hozzáadni a rendszert, hogy mozogjon, míg ha már mozog, energiát kell adni a lassításhoz vagy a leállításához nyílt. Az intuíció azt mondja, hogy minél masszívabb egy tárgy, annál nehezebb vagy nyugalomban mozgásba lendülni, vagy megállni, amikor mozgásban van.
Súly a tömeg megszorozva g, a gravitáció által előidézett gyorsulás. A Földön az általánosan használt g értéke 9,8 méter másodpercenként négyzetben (m / s2), míg a Holdon ez jóval kevesebb, a Jupiteren pedig sokkal nagyobb, mert ezeknek a testeknek kisebb és nagyobb a tömege, mint a Földnek. Az eredmény az, hogy ugyanazon tömeg más és más súlyú lesz, ha erősebb vagy gyengébb gravitációs mezőbe helyezzük.
Az SI mértékegység-rendszerben (a metrikus vagy nemzetközi rendszer) a tömeg alapegysége a kilogramm (kg), míg a tömeg mértéke vagy tágabb értelemben az erő a newton (N). Így 70 kg tömegű személy (kb. 154 font, vagy font; 1 kg = 2,204 font) súlya a Földön (70) (9,8) = 686 N lesz.
Tömeg / súly a mindennapi életben
A font valójában súlyegység, nem tömeg. A megfelelő birodalmi vagy brit egységegység-rendszerben a tömeg gyökéregysége a meztelen csiga, amely nagyrészt használaton kívül esett. Mivel az emberek többsége a mérlegét használja a Földön, és az amerikaiak fontban akarják megismerni a tömegüket, a tényleges gravitáció beépül a Föld mérlegeibe.
Ezért tudományosan nem helyes azt mondani, hogy "100 kilogramm egyenlő 220,4 font", de mégis van helyes mondani: "A 100 kilogrammos tömeg súlya 220,4 font a Földön." Ne feledje, hogy a legtöbb a mennyiségeket évszázadokkal ezelőtt találták ki, abban az időben, amikor a Földön kívüli gravitációt nem volt érdemes elszámolni mert!
A mérlegek rövid története
Úgy gondolják, hogy Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716), aki Isaac Newton mellett együttesen találta ki a számítások matematikai mezõjét, megalkotta az elsõ mérõeszközöket is. Konstrukciója nagyban hasonlított a Mérleg asztrológiai jelre: függőleges oszlop, amelynek tetejét mozgatható kötés rögzíti vízszintes sávval. Ennek a vízszintes rúdnak a végeiről két olyan relatív tömegű lemezt függesztettünk fel, amely egyensúlyban tartotta az egységet.
Leibniz eszközének zsenialitása, az úgynevezett a középsugár egyensúly, hogy ez meghatározhatja relatív felcímkézett tárgyak tömegei kavicsok vagy hasonlók összeadásának és kivonásának sorozatán keresztül. Ebből a sémából elkerülhetetlen volt, hogy a pozíciókat megjelöljék és számértékeket rendeljenek hozzájuk, és egy teljesen új rendszert alkalmaztak a mennyiségek pontos nyomon követésére.
Az 1750-es évek közepén az első inga mérleg megjelentek, és ezek az idő múlásával bonyolultabbá váltak, mivel a mérnöki fejlesztések nagyobb pontosságot engedtek meg a gyártásban. Az inga mérlegeket ma is sokféle formában alkalmazzák, és sokukat elektronikával látják el, amely lehetővé teszi, hogy mondjuk egy adott súlyt átalakítsanak egy adott vételárra.
A mérlegek típusai
A középsugár-egyensúly valószínűleg már egyértelmű okokból nem része a modern tudománynak vagy kereskedelemnek, mint a Pony Express. E ma már furcsa gép nélkül azonban a modern használatban lévő mérlegek egyike sem merült volna fel. Mintavétel a modern mérlegekből:
Analitikai mérleg: Ezt valószínűleg látta a laboratóriumban. Egyszerűen helyezzen egy tárgyat az egység tetejére a lemezre, és ez egy tömeget (vagy ha a felhasználó szeretné, egy "tömeget" ad vissza birodalmi egységekben, például unciában vagy fontban). Ezeket úgy építik fel, hogy a lemez egyedül a gravitáció hatása alatt nyugalmi állapotban legyen, és a gép ezt kiegyensúlyozza azáltal, hogy a lemez pontosan mozdulatlanságához szükséges erőt belsőleg meghatározza.
Fürdőszobai mérleg: A technológia progresszív fejlődése olyan modelleket eredményezett, amelyek már nem közelítik meg az egységes fürdőszoba mérlegdefiníciót. A legtöbb ma digitális, de a "régi iskola" analóg modelljei továbbra is fennállnak.
Számlálási skála: Ezt arra használják, hogy több olyan tárgyat lemérjenek, amelyekről ismert, hogy egyenletes a súlyuk (például precíziós golyóscsapágyak), és az eredmény alapján kiszámítják a teljes darabszámot.
Például, ha nagy gyűjteménye van különböző színű, de egyébként azonos gumilabdákkal, meghatározhatja pontosan hányan vannak a gyűjteményedben, feltöltve őket egy ilyen skálára, és a bemeneti paramétert egy tömegre állítva labda. Így a darabonként 0,125 kg tömegű és 40 kg össztömegű gumilabda-készlet esetében a gép azt válaszolja, hogy [40 kg / (0,125 kg / golyó]] = 320 golyó van a gyűjteményben.
Daru mérleg: Ezeknek a mérlegeknek várhatóan 5000 font (2270 kg) vagy annál nagyobb kapacitása van, ami 2,5 tonna, hasonlóan a legtöbb mindennapi gépjárműhöz. Ezeket a terhek egyidejű mérlegelésére tervezték, miközben egy daru a talaj fölé függesztette őket. Ez nem lenne törekvés a figyelmetleneknek!
Mikrobalancia: Ezeket 1 mikrogramm (1 ug) vagy annál nagyobb értékre lehet leolvasni. A mikrogramm a kilogramm milliomod része, ami azt jelenti, hogy bár valószínűleg nem olyan egység, amellyel sokat kereszteztél egy tudatos szinten, ez a vegyészek, mikrobiológusok, farmakológusok és sok más tudományos szakember mindennapi életének része.
Postai skála: Ez a fajta mérleg egy példa egy számítási skálára, amely az árváltozásokat jeleníti meg a tömeg hozzáadásával vagy eltávolításával az ügyfél igényeinek megfelelően. Az Egyesült Államok Postai Szolgálata (USPS) vagy magánhajózási társaságok által szállított levelek vagy csomagok szállítási súlyának vagy szállítási költségeinek meghatározására szolgál.
Járműmérleg: Ezeket a mérlegeket nagy teherautók, mezőgazdasági járművek és egyéb nagy ipari járművek mérésére tervezték. Valószínűleg látott olyan táblákat, amelyek "Weigh Station Ahead" -ot írnak, ha az Egyesült Államok államközi autópályáin haladt.
Ezeket a biztonsági előírások betartatására használják, például annak biztosítására, hogy bizonyos utakat használó járművek ne lépjék túl ezeknek az utaknak a súlyhatárai - megint a legtöbb embernek nincs alkalma leskelődni szorosan!