เครื่องมือที่ใช้ในการวัดมวล

มวลของวัตถุแสดงถึงปริมาณของสสารภายในวัตถุนั้น การวัดมวลไม่จำเป็นต้องวัดน้ำหนัก เนื่องจากน้ำหนักเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับผลกระทบของแรงโน้มถ่วง อย่างไรก็ตาม มวลไม่เปลี่ยนแปลงไม่ว่าวัตถุจะอยู่ที่ใด ปริมาณของสารยังคงเท่าเดิม ในการวัดมวล นักวิทยาศาสตร์ใช้เครื่องมือต่างๆ ขึ้นอยู่กับขนาดและตำแหน่งของวัตถุ

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

มวลคือปริมาณของสสารในวัตถุ มีเครื่องมือจำนวนหนึ่งสำหรับการวัดมวลในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน ซึ่งรวมถึงเครื่องชั่งและตาชั่ง ทรานสดิวเซอร์การวัด เซ็นเซอร์หลอดสั่น อุปกรณ์วัดมวลของนิวตัน และการใช้ปฏิกิริยาโน้มถ่วงระหว่างวัตถุ

สำหรับวัตถุในชีวิตประจำวันส่วนใหญ่ นักวิทยาศาสตร์ใช้เครื่องชั่งเพื่อให้ได้มวลของวัตถุ เครื่องชั่งจะเปรียบเทียบวัตถุที่มีมวลที่ทราบกับวัตถุที่เป็นปัญหา ตัวอย่างหนึ่งของเครื่องชั่งคือเครื่องชั่งสามคาน หน่วยวัดมาตรฐานสำหรับมวลนั้นยึดตามระบบเมตริกและโดยทั่วไปจะแสดงเป็นกิโลกรัมหรือกรัม เครื่องชั่งประเภทต่างๆ ได้แก่ เครื่องชั่งบีมและเครื่องชั่งทางวิทยาศาสตร์ดิจิทัล ในอวกาศ นักวิทยาศาสตร์วัดมวลด้วยความสมดุลเฉื่อย เครื่องชั่งประเภทนี้ใช้สปริงซึ่งติดวัตถุที่มีมวลไม่ทราบสาเหตุ ระดับการสั่นสะเทือนของวัตถุและความฝืดของสปริงช่วยในการหามวลของวัตถุ

ภายในบ้าน เครื่องชั่งดิจิตอลและสปริงที่ทันสมัยช่วยในการกำหนดมวล บุคคลยืนอยู่บนมาตราส่วนซึ่งรับน้ำหนักตัว เครื่องชั่งดิจิตอลคำนวณมวลของบุคคลโดยนำน้ำหนักตัวมาหารด้วยแรงโน้มถ่วง

อุปกรณ์วัดมวลที่ซับซ้อนมากขึ้น SLAMMD วัดมวลในวงโคจรของมนุษย์บนสถานีอวกาศนานาชาติ SLAMMD เป็นอุปกรณ์ที่ติดตั้งบนแร็คซึ่งอาศัยกฎการเคลื่อนที่ข้อที่สองของเซอร์ ไอแซก นิวตัน ซึ่งแรงจะเท่ากับการเร่งความเร็ว โดยใช้สปริงสองตัวที่ออกแรงกระทำต่อบุคคล อุปกรณ์นี้จะกำหนดมวลของบุคคลผ่านแรงและความเร่ง

ในบางครั้ง มวลไม่สามารถกำหนดได้โดยใช้เครื่องชั่ง สำหรับการวัดมวลของของเหลวในถังที่ปรับเทียบแล้ว นักวิทยาศาสตร์ใช้ทรานสดิวเซอร์ ทรานสดิวเซอร์วัดสมบัติมวลของของเหลวในสถานะคงที่ ทรานสดิวเซอร์จะส่งสัญญาณไปยังโปรเซสเซอร์ ซึ่งจะทำการคำนวณมวล ในทางกลับกัน ตัวบ่งชี้จะแสดงมวล การนำมวลที่วัดได้ของของเหลวที่อยู่ใต้ทรานสดิวเซอร์และลบมวลไอ มวลของหลังคาลอยน้ำ มวลตะกอนด้านล่างและน้ำจะได้มวลรวม

การวัดคุณสมบัติทางกายภาพในระดับจุลทรรศน์ทำให้เกิดความท้าทายต่อนักวิทยาศาสตร์ วิธีหนึ่งที่มีประสิทธิภาพในการวัดตัวอย่างทางชีวภาพขนาดไมโครกรัมในของเหลวคือเซ็นเซอร์มวลหลอดสั่น ขั้นแรก เซ็นเซอร์จะกำหนดมวลที่ลอยตัวของวัตถุโดยใช้ความหนาแน่นของของเหลว หลังจากพบมวลลอยตัว สามารถหามวลสัมบูรณ์ได้โดยการวัดมวลลอยตัวของวัตถุในของเหลวที่มีความหนาแน่นต่างกัน เซ็นเซอร์แบบพกพาราคาไม่แพงนี้ให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์สำหรับวัสดุชีวภาพ เช่น ตัวอ่อน เซลล์ และเมล็ดพืช

สำหรับวัตถุขนาดมหึมาในอวกาศ นักวิทยาศาสตร์อาศัยปฏิกิริยาโน้มถ่วงของวัตถุที่เป็นปัญหากับวัตถุใกล้เคียง ในการหามวลของดาวฤกษ์ คุณต้องทราบระยะห่างระหว่างดาวดวงนั้นกับดาวดวงอื่น และเวลาของการเคลื่อนที่ตามลำดับ นักวิทยาศาสตร์ยังใช้ความเร็วของการหมุนเพื่อวัดมวลของดาราจักรด้วย