Hampir semua orang pernah menggunakan timbangan; beberapa orang memeriksa berat badan mereka setiap hari untuk tujuan kesehatan atau atletik, sementara yang lain lebih banyak menggunakan alat penimbangan di supermarket, di tempat kerja atau sebagai bagian dari pendidikan sains yang komprehensif.
Seringkali, timbangan dituduh salah, dan memang benar demikian; perangkat ini mengalami tekanan mekanis yang cukup besar sehubungan dengan ukurannya, terutama dalam kasus yang disebut kamar mandi atau timbangan rumah tangga, dan tidak perlu banyak membuang bagian timbangan ke dalam kekacauan bahkan jika mereka dibangun dengan benar dan dikalibrasi.
Pernahkah Anda merenungkan bagaimana timbangan bahkan "tahu" berapa banyak massa yang telah ditambahkan padanya? Bagaimana perangkat ini, apa pun cara kerjanya, tetap akurat dari waktu ke waktu? Dan ada apa dengan klaim bahwa "berat tidak sama dengan massa" ketika itu jelas dari pandangan? dunia komersial bahwa kilogram dan pound sering diperlakukan sebagai unit yang berbeda dari fisik yang sama kuantitas?
Berat dan Massa Ditentukan
Massa adalah ukuran materi per se, jumlah "barang" yang ada dalam sampel. Salah satu cara untuk memahami massa adalah bahwa ia memiliki intertia, artinya jika tidak bergerak, energi harus ditambahkan ke sistem untuk membuatnya bergerak, sedangkan jika sudah bergerak, harus ditambahkan energi untuk memperlambat atau menghentikannya sekaligus. Intuisi memberi tahu Anda bahwa semakin besar suatu objek, semakin sulit untuk membujuk agar bergerak dari keadaan diam atau berhenti ketika sedang bergerak.
Bobot adalah massa dikalikan dengan g, percepatan yang dihasilkan oleh gravitasi. Di Bumi, yang umum digunakan g nilainya adalah 9,8 meter per detik kuadrat (m/s2), sedangkan di bulan jauh lebih kecil dan di Jupiter jauh lebih besar karena benda-benda ini masing-masing memiliki massa yang lebih kecil dan lebih besar daripada Bumi. Hasilnya adalah massa yang sama akan memiliki berat yang berbeda ketika ditempatkan di medan gravitasi yang lebih kuat atau lebih lemah.
Dalam sistem satuan SI (metrik, atau sistem internasional), satuan dasar massa adalah kilogram (kg), sedangkan satuan berat, atau lebih luas lagi gaya, adalah newton (N). Jadi seseorang dengan massa 70 kg (sekitar 154 pon, atau lb; 1 kg = 2,204 lb) akan memiliki berat (70)(9,8) = 686 N di Bumi.
Massa Versus Berat dalam Kehidupan Sehari-hari
Pound sebenarnya adalah satuan berat, bukan massa. Satuan akar massa dalam sistem satuan imperial, atau Inggris, yang sesuai adalah siput, yang sebagian besar sudah tidak digunakan. Karena kebanyakan manusia menggunakan timbangan mereka di Bumi dan orang Amerika ingin mengetahui "massa" mereka dalam pound, gravitasi yang berlaku dimasukkan ke dalam timbangan di Bumi.
Oleh karena itu tidak benar secara ilmiah untuk mengatakan "100 kilogram sama dengan 220,4 pon," tetapi itu aku s benar untuk mengatakan "Sebuah massa 100 kilogram memiliki berat 220,4 pon di Bumi." Ingatlah bahwa sebagian besar kuantitas ditemukan berabad-abad yang lalu, pada saat gravitasi selain Bumi tidak layak diperhitungkan untuk!
Sejarah Singkat Mesin Timbang
Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716), yang dianggap sebagai penemu bersama bidang matematika kalkulus bersama dengan Isaac Newton, juga diyakini telah menyusun alat penimbangan pertama. Konstruksinya sangat mirip dengan tanda astrologi yang biasanya diwakili Libra: Sebuah tiang vertikal dengan batang horizontal dipasang di atasnya oleh sambungan yang dapat digerakkan. Dari ujung batang horizontal ini digantungkan dua pelat dengan massa relatif yang cukup untuk menjaga agar rakitan tetap seimbang.
Kejeniusan perangkat Leibniz, disebut a keseimbangan balok tengah, apakah itu bisa menentukan relatif massa benda berlabel melalui serangkaian penambahan dan pengurangan kerikil atau sejenisnya. Dari skema ini, tidak dapat dihindari bahwa posisi akan ditandai dan diberi nilai numerik, dan sistem yang sama sekali baru untuk melacak jumlah yang tepat dimainkan.
Pada pertengahan 1750-an, yang pertama timbangan bandul muncul, dan ini menjadi lebih rumit dari waktu ke waktu karena perkembangan teknik memungkinkan presisi yang lebih besar dalam manufaktur. Timbangan bandul masih digunakan sampai sekarang dalam berbagai bentuk, dan banyak yang dilengkapi dengan elektronik yang memungkinkan, katakanlah, konversi berat tertentu ke harga pembelian tertentu.
Jenis Timbangan Berat
Keseimbangan balok tengah, untuk alasan yang mungkin sudah jelas, tidak lebih merupakan bagian dari sains atau perdagangan modern daripada Pony Express. Namun, tanpa mesin yang sekarang kuno ini, tidak ada timbangan dalam penggunaan modern yang akan muncul. Contoh mesin timbang modern:
Neraca analitik: Inilah yang mungkin Anda lihat di lab. Anda cukup meletakkan objek di atas piring di atas unit dan benda itu mengembalikan massa (atau, jika pengguna lebih suka, "massa" dalam satuan imperial seperti ons atau pound). Ini dibangun sehingga pelat diam di bawah pengaruh gravitasi saja, dan mesin menyeimbangkan ini dengan menentukan gaya internal yang diperlukan untuk menjaga pelat tetap diam.
Skala kamar mandi: Kemajuan progresif dalam teknologi telah menghasilkan model yang tidak lagi mendekati definisi skala kamar mandi yang seragam. Sebagian besar hari ini adalah digital, tetapi model analog "jadul" tetap ada.
Menghitung skala: Ini digunakan untuk menimbang beberapa objek yang diketahui memiliki berat seragam (misalnya, bantalan bola presisi) dan menampilkan jumlah potongan total berdasarkan hasilnya.
Misalnya, jika Anda memiliki banyak koleksi bola karet berwarna berbeda tetapi identik, Anda dapat menentukan persis berapa banyak yang ada di koleksi Anda dengan memuatnya ke skala seperti itu dan mengatur parameter input ke massa satu bola. Jadi untuk satu set bola karet dengan berat masing-masing 0,125 kg dan memiliki massa total 40 kg, mesin akan menjawab bahwa Anda memiliki [40 kg/(0,125 kg/bola)] = 320 bola dalam koleksi Anda.
Skala derek: Timbangan ini memiliki kapasitas yang diharapkan 5.000 pon (2.270 kg) atau lebih, yaitu 2,5 ton, mirip dengan kebanyakan kendaraan bermotor sehari-hari. Ini dirancang untuk menimbang beban pada saat yang sama mereka digantung di atas tanah oleh derek. Ini tidak akan menjadi usaha untuk lalai!
Keseimbangan mikro: Ini dapat dibaca dengan nilai 1 mikrogram (1µg) atau lebih baik. Sebuah mikrogram adalah satu per satu miliar kilogram, yang berarti bahwa meskipun mungkin bukan unit Anda telah berpotongan dengan banyak pada tingkat kesadaran, itu bagian dari kehidupan sehari-hari untuk ahli kimia, mikrobiologi, farmakologis dan banyak profesional sains lainnya.
Skala pos: Alat penimbangan jenis ini adalah contoh timbangan komputasi, yang menampilkan perubahan harga saat massa ditambahkan atau dihapus sesuai dengan kebutuhan pelanggan. Ini digunakan untuk menentukan berat pengiriman atau biaya pengiriman untuk surat atau paket yang dikirimkan oleh Layanan Pos Amerika Serikat (USPS) atau perusahaan pelayaran swasta.
Skala kendaraan: Timbangan ini dibuat untuk menimbang truk besar, kendaraan pertanian, dan kendaraan industri besar lainnya. Anda mungkin pernah melihat tanda-tanda yang bertuliskan "Weigh Station Ahead" jika Anda berkendara di jalan raya antar negara bagian AS.
Ini digunakan untuk menegakkan peraturan keselamatan, seperti memastikan kendaraan yang menggunakan jalan tertentu tidak melebihi batas berat yang dipasang dari jalan-jalan itu – sesuatu, sekali lagi, kebanyakan orang tidak memiliki kesempatan untuk mengintip rapat!