Skoraj vsi so bili na tehtnici; nekateri ljudje dnevno preverjajo svojo težo zaradi zdravstvenih ali športnih namenov, drugi pa tehtnice bolj uporabljajo v supermarketu, na delovnem mestu ali kot del celovite naravoslovne izobrazbe.
Pogosto tehtnice obtožujejo, da so nepravilne in to upravičeno; te naprave so izpostavljene precejšnjim mehanskim obremenitvam glede na njihovo velikost, zlasti v primeru tako imenovane kopalnice oz gospodinjske tehtnice in ni treba veliko metati delov tehtnice v neurejeno vrsto, tudi če so pravilno izdelani in umerjena.
Ste že kdaj razmišljali, kako tehtnica sploh "ve", koliko mase ji je bilo dodano? Kako te naprave, ne glede na njihovo notranje delovanje, sčasoma ostanejo natančne? In kaj je s trditvijo, da "teža ni enaka masa", če je to jasno že ob pogledu na komercialnem svetu, da se kilogrami in kilogrami pogosto obravnavajo kot različne enote istega fizičnega količina?
Določena teža in masa
Maša je merilo snovi same po sebi, količina "snovi" v vzorcu. Eden od načinov, kako misliti maso, je ta, da ima intertia, kar pomeni, da je treba, če se ne premika, dodati energijo sistem, da se premakne, če pa se že premika, je treba dodati energijo, da se upočasni ali ustavi naravnost. Intuicija vam pove, da bolj ko je predmet masiven, težje ga je počivati v mirovanju ali pa se ustaviti, ko je v gibanju.
Utež je masa pomnožena z g, pospešek, ki ga povzroča gravitacija. Na Zemlji se običajno uporablja g vrednost je 9,8 metra na sekundo na kvadrat (m / s2), medtem ko je na Luni bistveno manj, na Jupiterju pa veliko večji, ker imajo ta telesa manjše in večje mase kot Zemlja. Rezultat tega je, da bo imela enaka masa drugačno težo, če bo postavljena v močnejše ali šibkejše gravitacijsko polje.
V sistemu enot SI (metrični ali mednarodni sistem) je osnovna enota mase kilogram (kg), medtem ko je enota teže ali širše sila njutn (N). Tako oseba z maso 70 kg (približno 154 funtov; 1 kg = 2,204 lb) bo imel na Zemlji težo (70) (9,8) = 686 N.
Masa proti teži v vsakdanjem življenju
Funt je dejansko enota teže, ne masa. Koreninska enota mase v ustreznem imperialnem ali britanskem sistemu enot je polž, ki je v veliki meri zapustil. Ker večina ljudi uporablja tehtnice na Zemlji in Američani želijo vedeti njihovo "maso" v kilogramih, je gravitacija dejansko vključena v tehtnice na Zemlji.
Zato znanstveno ni pravilno reči, da je "100 kilogramov enako 220,4 kilograma", vendar to je pravilno reči "Masa 100 kilogramov ima na Zemlji težo 220,4 kilograma." Upoštevajte, da večina količine so izumili pred stoletji, v času, ko gravitacije poleg Zemljine ni bilo vredno upoštevati za!
Kratka zgodovina tehtnic
Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716), ki je zaslužen za soustvarjanje matematičnega polja računa skupaj z Isaacom Newtonom, naj bi tudi zasnoval prve tehtnice. Njegova konstrukcija je bila podobna astrološkemu znamenju tehtnice, ki ga običajno predstavljamo: navpični drog z vodoravno palico, pritrjeno na vrhu s premičnim sklepom. Na koncih te vodoravne palice sta bili obešeni dve plošči z zadostno relativno maso, da je bil sklop v ravnovesju.
Genij Leibnizove naprave, imenovan a tehtnica sredinskega snopa, je, da bi lahko določil sorodnik mase označenih predmetov z vrsto seštevanja in odštevanja kamenčkov ali podobno. Iz te sheme je bilo neizogibno, da bodo položaji označeni in jim bodo dodeljene številčne vrednosti, v igro pa je bil vstavljen povsem nov sistem natančnega sledenja količin.
Sredi 1750-ih prvi nihalne tehtnice pojavili in so sčasoma postali bolj dodelani, saj je inženirski razvoj omogočal večjo natančnost v proizvodnji. Nihalne tehtnice se še danes uporabljajo v številnih oblikah, številne pa so opremljene z elektroniko, ki omogoča recimo pretvorbo dane teže v dano nabavno ceno.
Vrste tehtnic
Tehtnica srednjih žarkov iz razlogov, ki so verjetno že jasni, ni več del sodobne znanosti ali trgovine kot Pony Express. Brez tega danes čudnega stroja pa ne bi nastala nobena tehtnica v sodobni uporabi. Vzorec sodobnih tehtnic:
Analitska tehtnica: To ste verjetno videli v laboratoriju. Predmet preprosto položite na ploščo na enoto in ta vrne maso (ali, če uporabnik raje, "maso" v imperialnih enotah, kot so unče ali kilogrami). Ti so zgrajeni tako, da plošča miruje samo pod vplivom gravitacije, stroj pa to uravnoteži z notranjim določanjem sile, ki je potrebna za natančno mirovanje plošče.
Kopalniška tehtnica: Napreden tehnološki napredek je povzročil modele, ki niso več niti približno enaki definiciji kopalniške tehtnice. Danes je večina digitalnih, vendar "stari šolski" analogni modeli še vedno obstajajo.
Lestvica štetja: Uporablja se za tehtanje več predmetov, za katere je znano, da imajo enako težo (na primer natančni kroglični ležaji), in na podlagi rezultata prikaže skupno število kosov.
Na primer, če ste imeli veliko zbirko različno obarvanih, sicer pa enakih gumijastih kroglic, lahko ugotovite koliko jih je v vaši zbirki, tako da jih naložite na takšno tehtnico in vhodni parameter nastavite na maso enega žogo. Tako bi za komplet gumijastih kroglic, ki tehtajo 0,125 kg na kos in imajo skupno maso 40 kg, naprava odgovorila, da imate v svoji zbirki [40 kg / (0,125 kg / kroglico]] = 320 kroglic.
Žerjavna tehtnica: Pričakovana zmogljivost teh tehtnic je 2.270 kg ali več, kar je 2,5 tone, podobno kot pri večini vsakdanjih motornih vozil. Namenjeni so tehtanju bremen hkrati, ko jih žerjav obesi nad tla. To ne bi bilo prizadevanje za nepazljive!
Mikro tehtnica: Te vrednosti je mogoče prebrati na vrednost 1 mikrograma (1 µg) ali boljšo. Mikrogram je ena milijardina kilograma, kar pomeni, da čeprav to verjetno ni enota, s katero ste se presekali veliko na na zavestni ravni je del vsakdanjega življenja kemikov, mikrobiologov, farmakologov in mnogih drugih strokovnjakov na področju znanosti.
Poštna lestvica: Tovrstna tehtalna naprava je primer računalniške tehtnice, ki prikazuje spremembe cen, ko se masa doda ali odstrani glede na potrebe kupcev. Uporablja se za določanje teže pošiljke ali stroškov dostave pisem ali paketov, ki jih dostavijo poštne službe ZDA (USPS) ali zasebne ladijske družbe.
Tehtnica vozila: Te tehtnice so izdelane za tehtanje velikih tovornjakov, kmetijskih vozil in drugih velikih industrijskih vozil. Verjetno ste že videli table, na katerih piše "Stehtajte postajo naprej", če ste vozili po ameriških avtocestah.
Ti se uporabljajo za uveljavljanje varnostnih predpisov, na primer za zagotovitev, da vozila, ki vozijo po določenih cestah, ne presegajo objavljene omejitve teže teh cest - nekaj, spet večina ljudi nima priložnosti za ogled tesno!