Kāda ir atšķirība starp mērogu un līdzsvaru?

Svarus un līdzsvaru var izmantot līdzīgām lietām, taču, izprotot atšķirības, kā viņi ražo svaru, tiek pastāstīts par to dažādo lietojumu. Daudzi cilvēki lieto vārdus "mērogs" un "līdzsvars", lai nozīmētu tās pašas vai līdzīgas lietas. Tas var radīt neskaidrības, nosakot, ko precīzi mēra, izmantojot laboratorijas metodes, kurās tiek izmantoti svari un līdzsvars.

Mērot svaru, parasti izmanto svarus. Viņi mēra spēku, kas iedarbojas uz masu, un izmanto formulu priekšmeta svaram uz Zemes, lai noteiktu tā svaru. Svēršanas skalas veidi var atšķirties pēc to darbības veida. Mūsdienu svēršanas svaros dažreiz tiek izmantoti atsperu komplekti, kas izvietoti kopā tā, lai svars noteiktu, cik daudz atsperes saspiež, lai noteiktu svaru.

Citas svari izmanto slodzes mērierīces slodzes elementus. Tās ir ierīces, kuras, iedarbojoties uz tām, nedaudz saspiež tā, lai elektriskā pretestība deformācijas mērierīcē, ierīces, kas mēra elektrisko strāvu caur slodzes elementu izmērīts. Šīs elektriskās ķēdes pretestība korelē ar svaru, kas novietots uz skalas, tāpēc šīs pretestības izmaiņas var izmērīt un pārveidot par svaru.

Svari parasti tiek izmantoti lietojumos, kur jums nav nepieciešama tik liela precizitāte un līdzsvara sarežģītība. Tas nozīmē, ka jūs redzēsiet lietošanu, kāpjot uz svariem sporta zālē vai savās mājās, kā arī pārtikas sastāvdaļu svēršanas vietas. Citi svēršanas skalu veidi ietver mehāniskās skalas, kas masu mēra tieši pēc tā, cik daudz adata pagriežas svara dēļ, vai digitālās svari, kas izmanto slodzes slodzes mērierīci, kā aprakstīts.

Savukārt atlikumi norāda visu, ko jūs novietojat uz līdzsvara platformas, masu. Viņi to aprēķina, pamatojoties uz svaru, kas novietots uz svara platformas, izmantojot tos pašus principus, kurus izmanto svari. Bet it īpaši svari tiek veidoti, izmantojot spēka atjaunošanas mehānismu, kas pretojas materiāla svara spēkam uz svariem. Šis atjaunošanas spēks ir objekta atgriešanās līdzsvara stāvoklī ar tīro nulles spēku.

Atšķirībā no svariem bilances ir sarežģītākas, un tās parasti biežāk novēro laboratorijās, universitāšu pētniecības centros, medicīnas iestādēs un līdzīgās pētniecības vidēs. Parasti tie var būt precīzāki par svariem.

Dažādi svēršanas svari var ietvert mikrobalances, kas sver masas paraugus līdz grama daļām, analītiskos svarus, kas mēra arī svara un precizitātes svaru nelielas izmaiņas, kurām ir lielāks svara diapazons nekā analītiskajiem svariem, bet mazāk precizitāte. Precīzie svari var izmērīt masu gramos ar precizitāti līdz divām vai trim zīmēm aiz komata. Analītiskie svari var sasniegt lielāku precizitāti līdz četrām zīmēm aiz komata, un ar mikrobalansa palīdzību jūs varat noteikt masu gramos līdz sešām zīmēm aiz komata.

Neskatoties uz šīm atšķirībām starp svariem un atlikumiem, termini "svari" un "atlikumi" joprojām tiek lietoti samērā aizstājami (kā norādīts termiņā "mēroga līdzsvars"), pat zinātnieku vidū, it īpaši ņemot vērā mehānismus, ar kuriem skalas var arī izmērīt masu, un tie, kurus izmanto, var arī izmērīt svars. Sīkāka šo mehānismu izpratne var palīdzēt jums noteikt atšķirību, ja nepieciešams.

Kad cilvēki domā par svariem vai līdzsvariem, parasti viņi vizualizē divas masas, kas savienotas viena ar otru uz šarnīra, kas sver vienu pret otru. Šī primitīvā masas vai svara noteikšanas forma, kas cilvēkiem ir bijusi gadsimtiem ilgi, parāda gravitācijas spēka fizika, ko daudzi svari un svari izmanto svara vai masas noteikšanai, attiecīgi.

Svari un svari var izmērīt attiecīgi svaru un masu, taču tie balstās uz tiem pašiem fiziskajiem principiem, kas regulē gravitācijas spēkus uz objektiem. Izmantojot Ņūtona otro likumu, jūs varat izmērīt objekta spēkuFkā tās masas produktsmreižu tā paātrinājumsaizmantojotF = ma.Tā kā objekta svara spēksWvelk uz Zemi ir šis spēks, kas izmanto paātrinājumug, gravitācijas paātrinājums, jūs varat pārrakstīt vienādojumu kāW = mgpar masumobjekta.

Reālās lietojumprogrammās svari un atlikumi jākalibrē, pamatojoties uz atrašanās vietu tiek izmantots, jo gravitācijas paātrinājums dažādās svārstību daļās var atšķirties pat par 0,5% Zeme. Pēc skalas vai līdzsvara kalibrēšanas zinātniskajam instrumentam ir vienkārša svara un masas pārrēķināšana.

Svari un līdzsvari var saskaitīt šo spēku līdzās citiem spēkiem, piemēram, atsperes garuma izmaiņām, reaģējot uz svaru, kas novietots uz instrumenta virsmas. Šīs atsperes izplešas un saspiež atbilstošiHuka likums, kas jums saka, ka spēks, kas iedarbojas uz atsperi, piemēram, priekšmeta svaru, ir tieši saistīts ar attālumu, ko pavasaris pārvietojas tā rezultātā.

Līdzīgā formā kā Ņūtona otrajam likumam, šis likums ir

par pielietotu spēkuF, pavasara stingrībakun tā rezultātā atsperes pārvietošanās attālumsx​.

Pavasara skala var būt tikpat jutīga un precīza, lai mērītu masas pēc mārciņu daļām. Uzkāpjot uz vannas skalas, atsperes tās iekšpusē saspiežas tā, lai adata vai ciparnīca pagrieztos, līdz tiek parādīts jūsu svars. Diemžēl pavasara svari var būt atslābināti, jo atsperi regulāri lieto ilgstoši. Tas noved pie tā, ka pavasaris zaudē spēju un paplašinās un dabiski saraujas. Šī iemesla dēļ tie ir jākalibrē atbilstoši un pastāvīgi, lai tas nenotiktu.

Papildus Huka likumam varat izmantotJanga modulis(vai elastības moduli), nosakot, cik daudz virkne saspiedīsies, kad jūs uz to izdarīsit svaru. To definē kā stresa un slodzes attiecību, ko dod

par Janga moduliE, stressϵ("epsilon") un celmsσ("sigma").

Šajā vienādojumā spriegums tiek norādīts kā spēks uz laukuma vienību, un spriedze ir garuma izmaiņas, dalīta ar sākotnējo garumu. Young modulis nosaka materiāla izturību pret deformāciju, un stingrākiem materiāliem ir lielāks Young modulis.

Tad Janga modulim ir spēka vienības uz laukumu, tāpat kā spiedienam. Jūs varat to izmantot, lai reizinātu Junga moduli ar atsperes virsmas laukumu, kas saņem priekšmeta svaru, lai iegūtu spēku, kas tiek iedarbināts uz atsperi. Tas ir tas pats spēksFHuka likumā.

Svaru mērierīces, ko izmanto svēršanas svaros, mēra elektriskās pretestības izmaiņas svarā esošā svara klātbūtnē. Sprieguma mērītājs pats par sevi ir metāla gabals, kas ieskauj plānu vadu vai foliju, kas sakārtota elektriskās ķēdes režģa formā tāds, ka, piedzīvojot spēku vienā virzienā, tā pretestība mainās pat ar precīzu, nelielu daudzumu proporcionāli svars.

Kad svars padara stieples vai folijas daļas saspringtākas un saspiestākas, elektriskās ķēdes pretestība palielinās, un, reaģējot uz to, deformācijas mērītājs kļūst biezāks un īsāks. Sūtot strāvu caur ķēdi, svari aprēķina, kā šī pretestība mainās svara dēļ, lai noteiktu viņiem pielikto svaru. Pretestības izmaiņas parasti ir ļoti minūtes un aptuveni 0,12 Ω, bet tas nodrošina deformācijas mērierīces vēl precīzāk, nosakot svaru.