כמעט כולם היו בסולם שקילה; יש אנשים שבודקים את משקלם מדי יום למטרות בריאותיות או אתלטיות, בעוד שאחרים משתמשים יותר במכשירי שקילה בסופר, בעבודה או כחלק מחינוך מדעי מקיף.
לעתים קרובות, מאזני שקילה מואשמים כלא נכונים, ובצדק; מכשירים אלה נתונים ללחץ מכני ניכר ביחס לגודלם, במיוחד במקרה של מה שמכונה חדר אמבטיה או קשקשים ביתיים, ולא נדרש הרבה לזרוק את חלקי האבנית במשקל למבוכה, גם אם הם בנויים כראוי מְכוּיָל.
האם חשבת אי פעם כיצד קנה מידה אפילו "יודע" כמה מסה נוספה לו? כיצד המכשירים הללו, לא משנה מה פעולתם הפנימית, נשארים מדויקים לאורך זמן? ומה עם הטענה ש"משקל אינו אותו המסה "כשברור ממבט על עולם מסחרי שלעיתים מתייחסים לקילוגרמים ולירות ליחידות שונות מאותה פיזיקה כַּמוּת?
מוגדר משקל ומסה
מסה הוא מדד לחומר כשלעצמו, כמות ה"דברים "הקיימים במדגם. אחת הדרכים להעלות על הדעת את המסה היא שיש לה אינטראציה, כלומר אם היא לא זזה, יש להוסיף אנרגיה את המערכת כדי לגרום לה לנוע, ואילו אם היא כבר זזה, יש להוסיף אנרגיה כדי להאט אותה או לעצור אותה מוּחלָט. האינטואיציה אומרת לך שככל שהאובייקט מסיבי יותר, כך קשה יותר לסגור לתנועה ממנוחה או לעצור כשהוא בתנועה.
מִשׁקָל הוא המוני מוכפל ב ז, התאוצה שמייצר הכבידה. על כדור הארץ, הנפוץ ביותר ז הערך הוא 9.8 מטר לשנייה בריבוע (m / s2) ואילו על הירח הוא פחות משמעותי ועל צדק הוא גדול בהרבה מכיוון שלגופים אלה יש מסות קטנות וגדולות יותר מכדור הארץ בהתאמה. התוצאה היא שלאותה מסה יהיה משקל שונה כאשר היא מוצבת בשדה כוח משיכה חזק יותר או חלש יותר.
במערכת היחידות SI (המערכת המטרית, או הבינלאומית), יחידת המסה הבסיסית היא ה- קִילוֹגרָם (ק"ג), בעוד שיחידת המשקל, או הכוח הרחב יותר, היא הניוטון (N). כך אדם עם מסה של 70 ק"ג (כ 154 פאונד, או ליברות; 1 ק"ג = 2.204 lb) יהיה משקל של (70) (9.8) = 686 N בכדור הארץ.
משקל המוני לעומת חיי היומיום
הלירה היא למעשה יחידת משקל, ולא מסה. יחידת השורש של המסה במערכת היחידות הקיסרית, או הבריטית המקבילה, היא שבלול, שנפל במידה רבה בשימוש. מכיוון שרוב בני האדם משתמשים בקשקשים שלהם על פני כדור הארץ והאמריקאים רוצים לדעת את "המסה" שלהם בקילוגרמים, כוח המשיכה למעשה משולב בקשקשי השקילה על פני כדור הארץ.
לכן לא נכון מבחינה מדעית לומר "100 קילוגרם שווה 220.4 פאונד", אבל זה הוא נכון לומר "מסה של 100 קילוגרמים משקלה של כדור הארץ הוא 220.4 פאונד." זכור שרוב כמויות הומצאו לפני מאות שנים, בזמן שכוח המשיכה מלבד כדור הארץ לא היה ראוי להתחשב ל!
היסטוריה קצרה של מכונות שקילה
גוטפריד וילהלם לייבניץ (1646-1716), שזוכה להמצאתו המשותפת של השדה המתמטי של החשבון ביחד עם אייזיק ניוטון, גם הוא האמין שהגה את מכשירי השקילה הראשונים. הקונסטרוקציה שלו דומה מאוד לסימן האסטרולוגי מאזניים מיוצג בדרך כלל: מוט אנכי עם מוט אופקי קבוע בחלקו העליון על ידי מפרק נע. מקצות המוט האופקי הזה היו תלויות שתי לוחות בעלות מסה יחסית יחסית בכדי לשמור על האיזון במכלול.
הגאונות של המכשיר של לייבניץ, שנקראה איזון קרן מרכז, זה יכול לקבוע קרוב משפחה המוני עצמים שכותרתו באמצעות סדרה של תוספות וחיסור של חלוקי נחל וכדומה. מתכנית זו, היה זה בלתי נמנע כי עמדות יסומנו ויוקצו ערכים מספריים, ומערכת חדשה לגמרי של מעקב מדויק אחר כמויות הושמה.
באמצע 1750, הראשון מאזני מטוטלת הופיעו, ואלה הפכו משוכללים יותר עם הזמן מכיוון שהתפתחויות הנדסיות אפשרו דיוק רב יותר בייצור. מאזני המטוטלת משמשים עד היום בצורות רבות, ורבים מצויידים באלקטרוניקה המאפשרים, למשל, להמיר משקל נתון למחיר רכישה נתון.
סוגי מאזני שקילה
איזון הקורה המרכזי, מסיבות שככל הנראה כבר ברור, אינו חלק יותר מהמדע או המסחר המודרני מאשר הפוני אקספרס. אולם ללא המכונה המוזרה הזאת, אף אחד מהאזניים בשימוש מודרני לא היה מתעורר. דגימה של מכונות שקילה מודרניות:
משקל אנליטי: זה מה שאתה צפוי לראות במעבדה. אתה פשוט מניח אובייקט על צלחת על גבי היחידה והוא מחזיר מסה (או, אם המשתמש מעדיף, "מסה" ביחידות אימפריאליות כגון אונקיות או קילוגרמים). אלה בנויים כך שהלוח נמצא במנוחה בהשפעת כוח הכבידה בלבד, והמכונה מאזנת זאת על ידי קביעה פנימית של הכוח הנדרש כדי לשמור על הלוח דומם במדויק.
סולם אמבטיה: ההתקדמות המתקדמת בטכנולוגיה הביאה למודלים שכבר אינם קרובים להגדרה בקנה מידה אחיד של חדר האמבטיה. רובם היום הם דיגיטליים, אך מודלים אנלוגיים "מהאסכולה הישנה" נמשכים.
סולם ספירה: זה משמש לשקילת חפצים מרובים הידועים כמשקל אחיד (למשל מיסבי כדור מדויקים) ולהצגת ספירת חתיכות כוללת בהתבסס על התוצאה.
לדוגמא, אם היה לך אוסף גדול של כדורי גומי בצבעים שונים אך זהים אחרת, היית יכול לקבוע כמה בדיוק נמצאים באוסף שלך על ידי העמסתם לסולם כזה והגדרת פרמטר הקלט למסה של אחד כַּדוּר. לפיכך, עבור קבוצה של כדורי גומי במשקל 0.125 ק"ג ליחידה ומשקל כולל של 40 ק"ג, המכונה הייתה מגיבה שיש לך [40 ק"ג / (0.125 ק"ג / כדור)] = 320 כדורים באוסף שלך.
סולם מנוף: מאזניים אלה קיבולת צפויה של 5,000 פאונד (2,270 ק"ג) ומעלה, שהם 2.5 טון, בדומה לרוב כלי הרכב היומיומיים. אלה נועדו לשקול עומסים במקביל לתלייתם מעל הקרקע על ידי מנוף. זה לא יהיה מאמץ לחסרי הקשב!
מיקרו-איזון: ניתן לקרוא את אלה לערך של מיקרוגרם אחד (1 מיקרוגרם) ומעלה. מיקרוגרם הוא מיליארדית קילוגרם, מה שאומר שאמנם זו לא יחידה שצמתת איתה הרבה על ברמה המודעת, זה חלק מחיי היומיום של כימאים, מיקרוביולוגים, פרמקולוגים ואנשי מקצוע רבים בתחום המדע.
סולם דואר: מכשיר שקילה מסוג זה הוא דוגמה לסולם מחשוב, המציג שינויים במחיר כאשר המסה מתווספת או מוסרת בהתאם לצרכי הלקוח. הוא משמש לקביעת משקל משלוח או דמי משלוח עבור מכתבים או חבילות שנמסרו על ידי שירות הדואר של ארצות הברית (USPS) או חברות שילוח פרטיות.
סולם רכב: מאזניים אלה בנויים לשקילת משאיות גדולות, רכבים חקלאיים וכלי רכב תעשייתיים גדולים אחרים. כנראה שראית שלטים שאומרים "שקל תחנה קדימה" אם נסעת בכבישים מהירים בין ארה"ב.
אלה משמשים לאכיפת תקנות הבטיחות, כמו למשל להבטיח שרכבים המשתמשים בכבישים מסוימים אינם חורגים מגבלות המשקל המוצגות של אותם דרכים - משהו, שוב, לרוב האנשים אין הזדמנות להציץ אליו מקרוב!
