Hulpmiddelen die worden gebruikt om massa te meten

De massa van een object vertegenwoordigt de hoeveelheid materie in dat object. Het meten van massa meet niet noodzakelijkerwijs het gewicht, omdat het gewicht verandert afhankelijk van het effect van de zwaartekracht. Massa verandert echter niet, ongeacht waar een object zich bevindt. De hoeveelheid materie blijft hetzelfde. Om massa te meten, gebruiken wetenschappers verschillende hulpmiddelen, afhankelijk van de grootte en locatie van het object.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Massa is de hoeveelheid materie in een object. Er bestaan ​​een aantal instrumenten voor het meten van massa in verschillende omgevingen. Deze omvatten weegschalen en weegschalen, meettransducers, vibrerende buissensoren, Newtoniaanse massameetapparatuur en het gebruik van zwaartekrachtinteractie tussen objecten.

Voor de meeste alledaagse voorwerpen gebruiken wetenschappers een balans om de massa van een voorwerp te bepalen. Een balans vergelijkt een object met een bekende massa met het betreffende object. Een voorbeeld van een balans is de drievoudige bundelbalans. De standaard maateenheid voor massa is gebaseerd op het metrieke stelsel en wordt meestal aangeduid als kilogram of gram. Verschillende soorten balansen zijn onder meer balkbalansen en digitale wetenschappelijke balansen. In de ruimte meten wetenschappers massa met een traagheidsbalans. Dit type balans maakt gebruik van een veer waaraan een voorwerp met onbekende massa is bevestigd. Het trillingsniveau van het object en de stijfheid van de veer helpen om de massa van het object te vinden.

Binnenshuis helpen moderne digitale en veerweegschalen bij het bepalen van de massa. Een persoon staat op een weegschaal, die het lichaamsgewicht verkrijgt. Een digitale weegschaal berekent de massa van de persoon door het lichaamsgewicht te nemen en te delen door de zwaartekracht.

Een meer geavanceerd massameetapparaat, de SLAMMD meet de massa in de baan van mensen aan boord van het internationale ruimtestation. SLAMMD is een in een rek gemonteerd apparaat dat vertrouwt op de tweede bewegingswet van Sir Isaac Newton, waarbij kracht gelijk is aan massa maal versnelling. Door gebruik te maken van twee veren die een kracht uitoefenen op een persoon, bepaalt dit apparaat de massa van de persoon via kracht en versnelling.

Af en toe kan de massa niet worden bepaald met behulp van een balans. Voor het meten van de massa van een vloeistof in een gekalibreerde tank gebruiken wetenschappers transducers. Een transducer meet de massa-eigenschappen van de vloeistof in een statische toestand. De transducer stuurt een signaal naar een processor, die de massaberekeningen maakt. Een indicator geeft op zijn beurt de massa weer. Door de gemeten massa vloeistof onder de transducer te nemen en de massa van damp, massa van een drijvend dak, massa van bodemsediment en water af te trekken, wordt de bruto massa verkregen.

Het meten van fysische eigenschappen op microscopisch niveau stelt wetenschappers voor uitdagingen. Een effectieve methode voor het meten van biologische monsters ter grootte van een microgram in vloeistof is de vibrerende buismassasensor. Ten eerste bepaalt de sensor de drijvende massa van een object door de dichtheid van de vloeistof te gebruiken. Na het vinden van drijvende massa, kan absolute massa worden gevonden door de drijvende massa van het object te meten in vloeistoffen met verschillende dichtheden. Deze betaalbare, draagbare sensor levert bruikbare data voor biomaterialen zoals embryo's, cellen en zaden.

Voor enorme objecten in de ruimte vertrouwen wetenschappers op zwaartekrachtinteractie van het betreffende object met nabije objecten. Om de massa van een ster te bepalen, moet je de afstand tussen de ster en een andere ster weten en de tijd van hun respectievelijke bewegingen. Wetenschappers gebruiken de rotatiesnelheid ook om de massa van sterrenstelsels te meten.