Aký je rozdiel medzi mierkou a rovnováhou?

Váhy a váhy sa dajú použiť na podobné veci, ale pochopenie rozdielov v tom, ako vytvárajú svoje váhy, vám hovorí o ich rôznych použitiach. Mnoho ľudí používa slová „mierka“ a „rovnováha“ na označenie rovnakých alebo podobných vecí. To môže spôsobiť zmätok pri určovaní toho, čo sa presne meria pomocou laboratórnych techník, ktoré používajú váhy a váhy.

Pri meraní hmotnosti sa spravidla používajú váhy. Merajú silu pôsobiacu na hmotu a na určenie jej hmotnosti používajú vzorec pre hmotnosť objektu na Zemi. Druhy váh sa môžu líšiť v závislosti od toho, ako fungujú. Moderné váhy niekedy používajú sady pružín usporiadané dohromady tak, že váha meria, koľko pružina stlačí, aby určila hmotnosť.

Ostatné váhy používajú tenzometrické snímače hmotnosti. Jedná sa o zariadenia, ktoré pri pôsobení sily na ne mierne stlačia tak, že vznikne elektrický prúd odpor v tenzometri, zariadenia, ktoré merajú elektrický prúd cez silomer, môžu byť merané. Odpor v tomto elektrickom obvode koreluje s hmotnosťou položenou na váhe, takže zmenu tohto odporu je možné merať a prevádzať na hmotnosť.

Váhy sa zvyčajne používajú v aplikáciách, kde nepotrebujete toľko presnosti a zložitosti váh. To znamená, že uvidíte použitie pri šliapaní na váhu v telocvični alebo doma, ako aj pri oblastiach váženia potravinových prísad. Medzi ďalšie typy váhových váh patria mechanické váhy, ktoré merajú hmotnosť priamo o to, o koľko sa ihla otočí v dôsledku hmotnosti, alebo digitálne váhy, ktoré používajú tenzometrický merač podľa popisu.

Zostatky na váhe vám naopak povedia množstvo čohokoľvek, čo umiestnite na plošinu váhy. Vypočítajú to na základe hmotnosti umiestnenej na váhe pomocou rovnakých princípov, aké používajú váhy. Ale najmä váhy sa zvyčajne stavajú pomocou mechanizmu obnovenia sily, ktorý je v rozpore so silou hmotnosti materiálu na váhe. Táto obnovovacia sila spôsobí, že sa objekt vráti do rovnováhy s čistou silou nula.

Na rozdiel od váh sú váhy zložitejšie a zvyčajne sa častejšie vyskytujú v laboratóriách, výskumných strediskách univerzít, zdravotníckych zariadeniach a podobných výskumných prostrediach. Spravidla môžu byť presnejšie ako váhy.

Medzi rôzne typy váh môžu patriť mikrováhy, ktoré vážia hromadné vzorky na zlomky gramu, analytické váhy, ktoré meria aj nepatrné zmeny v hmotnosti a presné váhy, ktoré majú väčší rozsah váh ako analytické váhy, ale menej presnosť. Presné váhy môžu merať hmotnosť v gramoch s presnosťou až na dve alebo tri desatinné miesta. Analytické váhy môžu dosiahnuť vyššiu presnosť až na štyri desatinné miesta a mikrováhy vám môžu povedať hmotnosť v gramoch až na šesť desatinných miest.

Napriek týmto rozdielom medzi váhami a váhami sa termíny „váhy“ a „váhy“ stále používajú relatívne zameniteľne (ako je dané termínom „váha na váhe“), a to aj medzi vedcami, a to najmä vzhľadom na to, že mechanizmy používania váh môžu merať aj hmotnosť a tie, ktoré používajú váhy váha. Pochopenie týchto mechanizmov podrobnejšie vám môže v prípade potreby pomôcť rozlíšiť rozdiel.

Keď ľudia premýšľajú o váhach alebo váhach, je bežné, že vizualizujú dve navzájom spojené masy na otočnom čape, ktoré váži jednu proti druhej. Táto primitívna forma určovania hmotnosti alebo hmotnosti, ktorá existuje u ľudí po celé storočia, ukazuje fyzika gravitačnej sily, ktorú používa mnoho váh a váh pri určovaní hmotnosti alebo hmotnosti, resp.

Váhy môžu merať hmotnosť a hmotnosť, ale spoliehajú sa na rovnaké fyzikálne princípy, ktorými sa riadia gravitačné sily na objekty. Pomocou druhého Newtonovho zákona môžete merať silu objektuFako produkt svojej hmotnostimnásobok jeho zrýchleniaapoužitímF = ma.Pretože sila hmotnosti objektuŽťahom k Zemi je táto sila, ktorá využíva zrýchlenie og, gravitačné zrýchlenie, môžete rovnicu prepísať naW = mgna omšumobjektu.

V aplikáciách v reálnom svete by váhy a váhy mali byť kalibrované na základe miesta, kde sa nachádzajú sa používa, pretože gravitačné zrýchlenie sa môže v rôznych častiach kolísať až o 0,5% Zem. Po kalibrácii stupnice alebo vyváženia je prevod medzi hmotnosťou a hmotnosťou pre vedecký prístroj priamy.

Váhy a váhy môžu zhrnúť túto silu spolu s inými silami, ako je zmena dĺžky pružiny v reakcii na závažie umiestnené na povrchu nástroja. Tieto pružiny sa rozširujú a stláčajú podľaHookeov zákon, ktorá vám hovorí, že sila pôsobiaca na pružinu, ako je napríklad hmotnosť predmetu, priamo súvisí so vzdialenosťou, ktorú sa pružina v dôsledku nej pohybuje.

V podobnej podobe s druhým Newtonovým zákonom je tento zákon

pre použitú siluF, tuhosť pružinyka vzdialenosť, ktorou sa pružina vďaka tomu posunieX​.

Jarná stupnica môže byť rovnako citlivá a presná na meranie hmotnosti na zlomky libier. Keď vystúpite na váhu v kúpeľni, pružiny vo vnútri sa stlačia tak, že sa ihla alebo číselník otáčajú, kým sa nezobrazí vaša váha. Váhy na pružine môžu, bohužiaľ, podliehať spomaleniu, pretože sa pružina používa dlhodobo. To spôsobí, že pružina stratí svoju schopnosť a prirodzene sa roztiahne a stiahne. Z tohto dôvodu je potrebné ich primerane a neustále kalibrovať, aby sa tak nestalo.

Okrem Hookeovho zákona môžete použiťYoungov modul(alebo modul pružnosti) pri určovaní toho, koľko struna stlačí, keď na ňu vyviniete váhu. Je definovaná ako pomer napätia k preťaženiu daný vzťahom

pre Youngov modulE, stresϵ(„epsilon“) a preceďteσ(„sigma“).

Pre túto rovnicu je napätie dané ako sila na jednotku plochy a deformácia je zmena dĺžky vydelená pôvodnou dĺžkou. Youngov modul meria odolnosť materiálu proti deformácii a tuhšie materiály majú väčšie Youngove moduly.

Youngov modul má potom jednotky sily na plochu, rovnako ako tlak. Môžete to použiť na vynásobenie Youngovho modulu povrchovou plochou pružiny, ktorá prijíma váhu objektu, aby ste získali silu vyvíjanú na pružinu. To je rovnaká silaFv Hookeovom zákone.

Tenzometre, ktoré sa používajú na váhe, merajú zmenu elektrického odporu za prítomnosti závažia na váhe. Samotný tenzometer je kus kovu, ktorý obklopuje tenký drôt alebo fóliu usporiadanú do mriežkového vzoru elektrického obvodu. také, že keď zažije silu v jednom smere, jeho odpor sa zmení dokonca o presné, malé množstvo v pomere k váha.

Keď váha spôsobí, že sú časti drôtu alebo fólie napätejšie a stlačenejšie, zvýši sa odpor elektrického obvodu a tenzometer sa v dôsledku toho stane silnejším a kratším. Váhy, ktoré pošlú prúd do obvodu, vypočítajú, ako sa tento odpor mení v dôsledku hmotnosti, aby určili hmotnosť, ktorá na ne pôsobí. Zmena odporu je zvyčajne veľmi malá a okolo 0,12 Ω, ale tým sú tenzometre o to presnejšie pri určovaní hmotnosti.