Beveik visi dalyvavo svarstyklėse; kai kurie žmonės kasdien tikrina savo svorį sveikatos ar sportiniais tikslais, o kiti daugiau naudoja svėrimo prietaisus prekybos centre, darbe ar kaip visapusiško gamtos mokslų mokymo dalis.
Dažnai svėrimo svarstyklės kaltinamos neteisinga ir teisingai; šie įtaisai, atsižvelgiant į jų dydį, patiria didelę mechaninę įtampą, ypač vadinamojo vonios kambario arba buitinės svarstyklės, ir nereikia daug mesti svarstyklių dalis, net jei jos yra tinkamai sukonstruotos ir kalibruotas.
Ar kada pagalvojote, kaip svarstyklės net „žino“, kiek masės į ją pridėta? Kaip šie prietaisai, nepaisant jų vidinio veikimo, laikui bėgant išlieka tikslūs? O kas yra su teiginiu, kad „svoris nėra ta pati masė“, kai tai aišku iš žvilgsnio į kad kilogramai ir svarai dažnai traktuojami kaip skirtingi to paties fizinio vieneto vienetai kiekis?
Apibrėžtas svoris ir masė
Mišios yra medžiagos per se matas, „mėginių“ kiekis, esantis mėginyje. Vienas iš būdų įsivaizduoti masę yra tai, kad ji turi intertia, ty jei ji nejuda, reikia pridėti energijos kad sistema judėtų, tuo tarpu, jei ji jau juda, reikia pridėti energijos, kad ją sulėtintų arba sustabdytų tiesiai. Intuicija jums sako, kad kuo masyvesnis objektas, tuo sunkiau arba judėti iš poilsio, arba sustoti, kai jis juda.
Svoris yra masė padauginta iš g, gravitacijos pagreitis. Žemėje dažniausiai naudojami g vertė yra 9,8 metrai per sekundę kvadratu (m / s2), o mėnulyje jo yra žymiai mažiau, o Jupiteryje - daug daugiau, nes šių kūnų masė yra atitinkamai mažesnė ir didesnė nei Žemės. Rezultatas yra tas, kad ta pati masė turės skirtingą svorį, kai bus dedama į stipresnį ar silpnesnį gravitacijos lauką.
SI vienetų sistemoje (metrinėje arba tarptautinėje sistemoje) pagrindinis masės vienetas yra kilogramą (kg), o svorio vienetas arba, kalbant plačiau, jėga, yra niutonas (N). Taigi asmuo, kurio masė yra 70 kg (apie 154 svarai arba lb; 1 kg = 2,204 svarai) žemės svoris bus (70) (9,8) = 686 N.
Masė, palyginti su svoriu kasdieniame gyvenime
Svaras iš tikrųjų yra svorio, o ne masės vienetas. Masės šaknies vienetas atitinkamoje imperinėje arba britų vienetų sistemoje yra šliužas, kuris iš esmės tapo nenaudojamas. Kadangi dauguma žmonių naudoja savo svarstykles Žemėje, o amerikiečiai nori žinoti jų „masę“ svarais, iš tikrųjų gravitacija įtraukiama į Žemės svarstykles.
Todėl sakyti „100 kilogramų prilygsta 220,4 svarų“ nėra moksliškai teisinga, bet taip yra teisinga sakyti: „100 kilogramų masės svoris Žemėje yra 220,4 svaro“. Turėkite omenyje, kad dauguma kiekis buvo išrastas prieš šimtmečius, tuo metu, kai gravitacijos, be Žemės, nebuvo verta apskaityti dėl!
Trumpa svėrimo mašinų istorija
Manoma, kad Gottfriedas Wilhelmas Leibnizas (1646–1716), kuriam, kaip ir Isaacui Newtonui, kartu su Isaacu Newtonu sugalvotas matematinis skaičiavimo laukas, taip pat sukūrė pirmuosius svėrimo prietaisus. Jo konstrukcija buvo panaši į astrologinį ženklą Svarstyklės paprastai vaizduojamas: vertikalus stulpelis su horizontalia juosta, pritvirtinta prie jo viršaus judamu sujungimu. Nuo šios horizontalios juostos galų buvo pakabintos dvi plokštės, kurių santykinė masė buvo pakankama, kad mazgas būtų subalansuotas.
Leibnizo prietaiso genijus, vadinamas a centro spindulių balansas, yra tai, kad tai galėtų nustatyti giminaitis masės paženklintų objektų per daugybę akmenukų ar panašių pridėjimų ir atimimų. Pagal šią schemą buvo neišvengiama, kad pozicijos būtų pažymėtos ir joms būtų priskirtos skaitinės vertės, ir buvo paleista visiškai nauja tikslaus kiekių sekimo sistema.
1750-ųjų viduryje pirmasis švytuoklinės svarstyklės pasirodė ir laikui bėgant jie tapo vis sudėtingesni, nes inžinerijos plėtra leido tiksliau gaminti. Švytuoklinės svarstyklės ir šiandien naudojamos įvairiomis formomis, daugelyje jų yra elektronika, leidžianti, tarkime, paversti nurodytą svorį į tam tikrą pirkimo kainą.
Svarstyklių tipai
Centrinė spindulių pusiausvyra dėl tikriausiai jau aiškių priežasčių yra ne daugiau šiuolaikinio mokslo ar komercijos dalis nei „Pony Express“. Tačiau be šios dabar jau žinomos mašinos nė viena šiuolaikinio naudojimo svarstyklė nebūtų iškilusi. Šiuolaikinių svėrimo mašinų pavyzdžiai:
Analitinė pusiausvyra: Tikriausiai tai matėte laboratorijoje. Paprasčiausiai uždėkite daiktą ant plokštelės virš vieneto ir jis grąžina masę (arba, jei vartotojas pageidauja, „masę“ imperijos vienetais, tokiais kaip uncijos ar svarai). Jie pastatyti taip, kad plokštė būtų ramybės būsenoje veikiama tik gravitacijos, ir mašina tai išlygina, iš vidaus nustatydama jėgą, reikalingą plokštelei nejudėti.
Svarstyklės: Dėl pažangios technologijos pažangos atsirado modeliai, kurie nebėra artimi vienodam vonios skalės apibrėžimui. Dauguma šiandien yra skaitmeniniai, tačiau „senosios mokyklos“ analogiški modeliai išlieka.
Skaičiavimo skalė: Tai naudojama pasverti kelis objektus, kurie, kaip žinoma, turi vienodą svorį (pavyzdžiui, tikslieji rutuliniai guoliai), ir parodyti bendrą gabalų skaičių, atsižvelgiant į rezultatą.
Pavyzdžiui, jei turėtumėte didelę skirtingų spalvų, bet kitaip identiškų guminių rutulių kolekciją, galėtumėte nustatyti tiksliai, kiek yra jūsų kolekcijoje, įkeliant juos į tokią skalę ir nustatant įvesties parametrą pagal vieno masę kamuolys. Taigi, kai guminių rutulių rinkinys sveria 0,125 kg, o bendra masė yra 40 kg, mašina atsakys, kad jūsų kolekcijoje yra [40 kg / (0,125 kg / kamuolys)] = 320 kamuoliukų.
Krano skalė: Tikimasi, kad šių svarstyklių talpa yra 5000 svarų (2270 kg) ar daugiau, tai yra 2,5 tonos, panašiai kaip ir daugumoje kasdienių motorinių transporto priemonių. Jie skirti sverti krovinius tuo pačiu metu, kai juos kranas pakabinamas virš žemės. Tai nebūtų pastanga nedėmesingiems!
Mikrobalansas: Juos galima nuskaityti iki 1 mikrogramo (1 μg) ar geresnės vertės. Mikrogramas yra viena milijardo kilogramo dalis, o tai reiškia, kad nors tai tikriausiai nėra vienetas, su kuriuo sąmoningo lygio, tai yra chemikų, mikrobiologų, farmakologų ir daugelio kitų mokslo specialistų kasdienio gyvenimo dalis.
Pašto skalė: Šis svėrimo įtaisas yra skaičiavimo skalės, rodančios kainos pokyčius, kai masė pridedama arba pašalinama, kad atitiktų klientų poreikius, pavyzdys. Jis naudojamas nustatyti siuntų svorį ar pristatymo mokesčius už laiškus ar siuntinius, kuriuos pristato Jungtinių Valstijų pašto tarnyba (USPS) ar privačios laivybos kompanijos.
Transporto priemonės skalė: Šios svarstyklės yra skirtos sverti didelius sunkvežimius, ūkio transporto priemones ir kitas dideles pramonines transporto priemones. Jūs tikriausiai matėte ženklus, kuriuose sakoma „Pasverkite stotį į priekį“, jei važiavote JAV tarpvalstybinėmis magistralėmis.
Jie naudojami saugumo taisyklėms įgyvendinti, pavyzdžiui, užtikrinant, kad tam tikrais keliais važiuojančios transporto priemonės neviršytų nurodytos tų kelių svorio ribos - vėlgi, dauguma žmonių neturi progos bendrauti atidžiai!