Gandrīz visi ir bijuši svarā; daži cilvēki katru dienu pārbauda savu svaru veselības vai sporta nolūkos, bet citi vairāk izmanto svēršanas ierīces lielveikalā, darbā vai kā daļu no visaptverošas dabaszinātņu izglītības.
Bieži vien svari tiek apsūdzēti par nepareizu, un tas ir pareizi; šīs ierīces ir pakļautas ievērojamai mehāniskai spriedzei attiecībā pret to lielumu, īpaši tā saukto vannas istabu vai sadzīves svarus, un nav nepieciešams daudz, lai svēršanas svaru daļas samestu nekārtībā, pat ja tās ir pareizi uzbūvētas un kalibrēts.
Vai esat kādreiz apdomājuši, kā skala vispār "zina", cik liela masa tai pievienota? Kā šīs ierīces neatkarīgi no to iekšējās darbības laika gaitā paliek precīzas? Un kas ir ar apgalvojumu, ka "svars nav tā pati masa", kad tas ir skaidrs no skatiena uz komerciālajā pasaulē, ka kilogrami un mārciņas bieži tiek uzskatīti par dažādām vienas un tās pašas fiziskās vienībām daudzums?
Svars un masa noteikta
Mise ir vielas mērs pats par sevi, paraugā esošā "materiāla" daudzums. Viens no veidiem, kā iedomāties masu, ir tas, ka tai ir intertia, kas nozīmē, ka, ja tā nepārvietojas, tai jāpievieno enerģija sistēmai, lai tā kustētos, turpretī, ja tā jau pārvietojas, tai jāpieliek enerģija, lai to palēninātu vai apturētu tieši. Intuīcija vēsta, ka jo masīvāks ir objekts, jo grūtāk ir vai nu ieslīgt kustībā no atpūtas, vai apstāties, kad tas ir kustībā.
Svars ir masa reizināta ar g, paātrinājums, ko rada gravitācija. Uz Zemes parasti izmanto g vērtība ir 9,8 metri sekundē kvadrātā (m / s2), turpretī uz Mēness tā ir ievērojami mazāka un uz Jupitera daudz lielāka, jo šiem ķermeņiem ir attiecīgi mazāka un lielāka masa nekā Zemei. Rezultāts ir tāds, ka tai pašai masai būs atšķirīgs svars, ja to ievietos stiprākā vai vājākā gravitācijas laukā.
SI mērvienību sistēmā (metriskā vai starptautiskā sistēma) masas bāzes vienība ir kilogramu (kg), bet svara vienība vai plašāk spēka izteiksmē ir ņūtons (N). Tādējādi persona, kuras masa ir 70 kg (apmēram 154 mārciņas vai lb; 1 kg = 2,204 mārciņas) svars uz Zemes būs (70) (9,8) = 686 N.
Masa pret svaru ikdienas dzīvē
Mārciņa faktiski ir svara vienība, nevis masa. Masas saknes vienība attiecīgajā impērijas jeb Lielbritānijas mērvienību sistēmā ir plēksne, kas lielākoties ir kļuvusi nelietojama. Tā kā lielākā daļa cilvēku savus svarus izmanto uz Zemes un amerikāņi vēlas uzzināt viņu "masu" mārciņās, gravitācija faktiski tiek iestrādāta uz Zemes svaros.
Tāpēc nav zinātniski pareizi teikt, ka "100 kilogrami ir vienādas ar 220,4 mārciņām", bet tā ir ir pareizi teikt "100 kilogramu svara svars uz Zemes ir 220,4 mārciņas." Paturiet prātā, ka lielākā daļa daudzumi tika izgudroti pirms gadsimtiem, laikā, kad gravitāciju, izņemot Zemes, nebija vērts uzskaitīt priekš!
Īsa svēršanas mašīnu vēsture
Tiek uzskatīts, ka pirmās svēršanas ierīces ir arī Gotfrīds Vilhelms Leibnics (1646-1716), kuram tiek piedēvēts kalkulācijas matemātiskā lauka kopīgs izgudrošana kopā ar Īzaku Ņūtonu. Viņa konstrukcija līdzinājās astroloģiskajai zīmei Svari parasti tiek attēloti: vertikāls stabs ar horizontālu joslu, kas tās augšpusē piestiprināta ar kustīgu savienojumu. No šīs horizontālās stieņa galiem tika apturētas divas plāksnes ar pietiekamu relatīvo masu, lai montāža būtu līdzsvarā.
Leibnica ierīces ģēnijs, ko sauc par a centra staru līdzsvars, ir tas, ka tas varētu noteikt radinieks iezīmētu priekšmetu masas, izmantojot oļu vai tamlīdzīgu papildinājumu un atņemšanas virkni. No šīs shēmas neizbēgami tika atzīmētas pozīcijas un tām piešķirtas skaitliskas vērtības, un tika ieviesta pilnīgi jauna sistēma precīzas daudzumu uzskaites nodrošināšanai.
1750. gadu vidū pirmais svārsta svari parādījās, un laika gaitā tie kļuva sarežģītāki, jo inženiertehniskie izstrādājumi ļāva iegūt lielāku precizitāti ražošanā. Svārsta svari joprojām tiek izmantoti daudzos veidos, un daudzi ir aprīkoti ar elektroniku, kas ļauj, teiksim, pārveidot noteiktu svaru par noteiktu pirkuma cenu.
Svaru veidi
Centrālās gaismas balanss tādu iemeslu dēļ, kas, visticamāk, jau ir skaidri, nav vairāk mūsdienu zinātnes vai komercijas sastāvdaļa nekā Pony Express. Tomēr bez šīs tagad dīvainās mašīnas neviens no mūsdienu lietojuma svariem nebūtu radies. Mūsdienu svēršanas iekārtu paraugu ņemšana:
Analītiskais svars: Tas ir tas, ko jūs, iespējams, esat redzējis laboratorijā. Jūs vienkārši novietojat objektu uz plāksnes virs vienības, un tas atgriež masu (vai, ja lietotājs vēlas, "masu" impērijas vienībās, piemēram, uncēs vai mārciņās). Tie ir veidoti tā, lai plāksne būtu mierīgā stāvoklī tikai gravitācijas ietekmē, un mašīna to līdzsvaro, iekšēji nosakot spēku, kas nepieciešams, lai plāksne būtu precīzi nekustīga.
Vannas skala: Progresīvā tehnoloģiju attīstība ir radījusi modeļus, kas vairs nav tuvu vienotai vannas istabas skalas definīcijai. Mūsdienās lielākā daļa ir digitāli, taču joprojām pastāv "vecās skolas" analogie modeļi.
Skaitīšanas skala: To izmanto, lai nosvērtu vairākus priekšmetus, kuriem ir vienāds svars (piemēram, precīzie lodīšu gultņi), un parāda kopējo gabalu skaitu, pamatojoties uz rezultātu.
Piemēram, ja jums būtu liela dažādu krāsu, bet citādi identisku gumijas bumbiņu kolekcija, jūs varētu noteikt precīzi, cik daudz ir jūsu kolekcijā, ielādējot tos šādā mērogā un iestatot ievades parametru viena masai bumba. Tādējādi gumijas bumbiņu komplektam, kas sver 0,125 kg gabalā un kura kopējā masa ir 40 kg, mašīna atbildētu, ka jūsu kolekcijā ir [40 kg / (0,125 kg / bumba)] = 320 bumbiņas.
Celtņa skala: Šo svaru paredzamā ietilpība ir 5000 mārciņu (2270 kg) vai lielāka, kas ir 2,5 tonnas, līdzīgi kā lielākajā daļā ikdienas mehānisko transportlīdzekļu. Tie ir paredzēti, lai nosvērtu kravas, tajā pašā laikā, kad celtnis tos aptur virs zemes. Tas nebūtu mēģinājums neuzmanīgajiem!
Mikrobalance: Tos var nolasīt līdz 1 mikrogramam (1 μg) vai labāk. Mikrograms ir viena miljardā daļa kilograma, kas nozīmē, ka, lai gan tas, iespējams, nav vienība, ar kuru jūs daudz krustojāt apzinātā līmenī, tā ir ķīmiķu, mikrobiologu, farmakologu un daudzu citu zinātnes profesionāļu ikdienas sastāvdaļa.
Pasta skala: Šāda veida svēršanas ierīce ir skaitļošanas skalas piemērs, kas parāda cenu izmaiņas, pievienojot vai noņemot masu atbilstoši klientu vajadzībām. To izmanto, lai noteiktu nosūtīšanas svaru vai piegādes maksu vēstulēm vai pakām, kuras piegādā Amerikas Savienoto Valstu pasta dienests (USPS) vai privātas kuģniecības kompānijas.
Transportlīdzekļa skala: Šīs svari ir paredzēti lielu kravas automašīnu, lauksaimniecības transportlīdzekļu un citu lielu rūpniecisko transportlīdzekļu svēršanai. Jūs, iespējams, esat redzējis zīmes, kurās teikts "Nosveriet staciju uz priekšu", ja esat braucis pa ASV starpvalstu šosejām.
Tie tiek izmantoti, lai ieviestu drošības noteikumus, piemēram, lai transportlīdzekļi, kas izmanto noteiktus ceļus, nepārsniegtu šo ceļu norādītās svara robežas - kaut kas atkal ir tāds, ka lielākajai daļai cilvēku nav iespējas skatīties cieši!