כלים המשמשים למדידת מסה

המסה של אובייקט מייצגת את כמות החומר בתוך אותו אובייקט. מדידת מסה לא בהכרח מודדת משקל, מכיוון שמשקל משתנה בהתאם להשפעת הכבידה. אולם המסה אינה משתנה ללא קשר למיקום האובייקט. כמות החומר נותרה זהה. כדי למדוד מסה, מדענים משתמשים בכלים שונים בהתאם לגודל ומיקום האובייקט.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

מסה היא כמות החומר באובייקט. קיימים מספר כלים למדידת מסה בסביבות שונות. אלה כוללים מאזנים וקשקשים, מתמדי מדידה, חיישני צינור רוטטים, מכשירי מדידת המונים ניוטוניים ושימוש באינטראקציה כבידתית בין עצמים.

עבור רוב האובייקטים היומיומיים, מדענים משתמשים באיזון כדי להשיג את המסה של האובייקט. איזון משווה אובייקט עם מסה ידועה לאובייקט המדובר. דוגמא אחת לאיזון היא איזון הקורה המשולש. יחידת המידה הסטנדרטית למסה מבוססת על המערכת המטרית והיא מסומנת בדרך כלל כ קילוגרמים או גרם. סוגים שונים של מאזנים כוללים מאזני קרן ומאזנים מדעיים דיגיטליים. בחלל מדענים מודדים מסה עם איזון אינרציאלי. סוג זה של איזון משתמש בקפיץ אליו מחובר אובייקט בעל מסה לא ידועה. רמת הרטט של האובייקט ונוקשות הקפיץ עוזרים למצוא את מסת האובייקט.

בתוך הבית, מאזני הדיגיטל והאביב המודרניים מסייעים בקביעת המסה. אדם עומד על קנה מידה, שמשיג משקל גוף. סולם דיגיטלי מחשב את מסת האדם על ידי לקיחת משקל הגוף ומחלק אותו בכוח המשיכה.

מכשיר מדידה המוני מתוחכם יותר, ה- SLAMMD מודד את המסה במסלולם של בני האדם על סיפון תחנת החלל הבינלאומית. SLAMMD הוא מכשיר המותקן במתלה שמסתמך על חוק התנועה השני של סר אייזק ניוטון, לפיו כוח שווה לזירוז המסה. על ידי שימוש בשני קפיצים המפעילים כוח כנגד אדם, מכשיר זה קובע את מסת האדם באמצעות כוח ותאוצה.

לעיתים, לא ניתן לקבוע מסה באמצעות איזון. למדידת מסת הנוזל במיכל מכויל, מדענים משתמשים במתמרים. מתמר מודד את תכונות המסה של הנוזל במצב סטטי. המתמר שולח אות למעבד, שמבצע את חישובי ההמונים. מחוון, בתורו, מציג את המסה. לקיחת מסה נוזלית נמדדת מתחת למתמר וחיסור מסת האדים, מסת גג צף, מסת משקעים תחתונים ומים מניבה מסה ברוטו.

מדידת תכונות פיזיקליות ברמה המיקרוסקופית מציבה אתגרים בפני מדענים. שיטה יעילה אחת למדידת דגימות ביולוגיות בגודל מיקרוגרם בנוזל היא חיישן מסת הצינור הרוטט. ראשית, החיישן קובע את המסה הצפה של אובייקט על ידי שימוש בצפיפות הנוזל. לאחר מציאת מסה צפה, ניתן למצוא מסה מוחלטת על ידי מדידת המסה הצפה של האובייקט בנוזלים בעלי צפיפות שונה. חיישן נייד וזול זה מספק נתונים שימושיים עבור חומרים ביולוגיים כגון עוברים, תאים וזרעים.

עבור עצמים עצומים בחלל, מדענים מסתמכים על אינטראקציה כבידתית של האובייקט המדובר עם אובייקטים סמוכים. כדי לקבוע את מסת הכוכב, עליך לדעת את המרחק בינו לבין כוכב אחר ואת זמן תנועותיהם בהתאמה. מדענים משתמשים גם במהירות הסיבוב כדי למדוד את מסת הגלקסיות.