Майже всі були на вагах; деякі люди щодня перевіряють свою вагу на предмет здоров’я чи спортивних цілей, тоді як інші більше використовують ваговимірювальні прилади в супермаркеті, на роботі або в рамках всебічної наукової освіти.
Часто вагові ваги звинувачують у неправильності, і це правильно; ці пристрої зазнають значних механічних навантажень щодо своїх розмірів, особливо у випадку з так званою ванною кімнатою або побутові ваги, і не потрібно багато, щоб кинути деталі ваги в безлад, навіть якщо вони правильно побудовані та калібрований.
Ви коли-небудь замислювалися над тим, як шкала навіть "знає", скільки маси до неї додано? Як ці пристрої, незалежно від їх внутрішньої роботи, залишаються точними з часом? І що з твердженням, що "вага - це не однакова маса", коли це ясно з погляду на комерційний світ, що кілограми та фунти часто трактуються як різні одиниці того самого фізичного кількість?
Вага та маса
Маса - міра речовини як такої, кількість "речовини", присутньої у зразку. Одним із способів уявити масу є те, що вона має інтертію, тобто, якщо вона не рухається, до неї слід додати енергію система, щоб вона рухалася, тоді як якщо вона вже рухається, потрібно додати енергію, щоб уповільнити її або зупинити відверто. Інтуїція підказує, що чим масивніший об'єкт, тим важче привабити рух від відпочинку або зупинитися, коли він у русі.
Вага - маса, помножена на g, прискорення, спричинене силою тяжіння. На Землі зазвичай використовують g значення - 9,8 метра на секунду в квадраті (м / с2), тоді як на Місяці це значно менше, а на Юпітері набагато більше, оскільки ці тіла мають менші та більші маси, ніж Земля відповідно. Результат полягає в тому, що одна і та ж маса матиме різну вагу, якщо її помістити в сильніше або слабше гравітаційне поле.
У системі одиниць СІ (метрична, або міжнародна) система базовою одиницею маси є кілограм (кг), тоді як одиницею ваги, або ширше сили, є ньютон (N). Таким чином людина з масою 70 кг (близько 154 фунтів, або фунт; 1 кг = 2,204 фунтів) матиме на Землі вагу (70) (9,8) = 686 Н.
Маса проти ваги у повсякденному житті
Фунт насправді є одиницею ваги, а не масою. Кореневою одиницею маси у відповідній імперській, або британській, системі одиниць є куля, який здебільшого вийшов з ужитку. Оскільки більшість людей використовують свої ваги на Землі, а американці хочуть знати їх "масу" у фунтах, сила тяжіння фактично включається у ваги на Землі.
Тому не є науково правильним говорити, що "100 кілограмів дорівнює 220,4 фунтів", але це є правильно сказати "Маса 100 кілограмів має вагу 220,4 фунта на Землі". Майте на увазі, що більшість кількості були винайдені століття тому, у той час, коли гравітація, крім земної, не була вартою обліку для!
Коротка історія зважувальних машин
Вважається, що Готфрід Вільгельм Лейбніц (1646-1716), якому приписують спільне винахід математичного поля числення разом з Ісааком Ньютоном, задумав перші зважувальні пристрої. Його конструкція нагадувала астрологічний знак Терези, як правило, зображений: вертикальний стовп з турніком, закріпленим на вершині рухомим стиком. З торців цього турніка були підвішені дві пластини з достатньою відносною масою, щоб утримувати вузол в рівновазі.
Геній пристрою Лейбніца, званий а баланс центрального променя, полягає в тому, що це могло визначити відносний маси мічених предметів через серію додавання та віднімання камінчиків тощо. За цією схемою було неминуче позначення позицій та присвоєння числових значень, і в дію була введена ціла нова система точного відстеження величин.
У середині 1750-х рр. Перший маятникові ваги з'явилися, і вони з часом стали більш досконалими, оскільки інженерні розробки дозволяли досягти більшої точності у виробництві. Маятникові ваги і сьогодні використовуються в багатьох формах, і багато з них оснащені електронікою, яка дозволяє, скажімо, перетворити дану вагу на задану ціну придбання.
Види вагових ваг
Баланс центрального променя з причин, які, ймовірно, вже зрозумілі, є не більше частиною сучасної науки чи торгівлі, ніж Pony Express. Без цієї старомодної машини, однак, жодного з масштабів сучасного використання не виникло б. Вибірка сучасних зважувальних машин:
Аналітичний баланс: Це те, що ви, мабуть, бачили в лабораторії. Ви просто розміщуєте предмет на тарілці над блоком, і він повертає масу (або, якщо користувач віддає перевагу, "масу" в імперських одиницях, таких як унції або фунти). Вони побудовані таким чином, щоб плита знаходилася в стані спокою під впливом сили тяжіння, і машина врівноважує це, внутрішньо визначаючи силу, необхідну для утримання пластини точно на місці.
Ваги для ванної: Прогресивний розвиток технологій призвів до моделей, які вже не є нічим близьким до єдиного визначення масштабу ванної кімнати. Сьогодні більшість є цифровими, але аналогові моделі "старої школи" зберігаються.
Шкала підрахунку: Це використовується для зважування кількох об’єктів, які, як відомо, мають рівномірну вагу (наприклад, прецизійних кулькових підшипників) і відображення загальної кількості штук на основі результату.
Наприклад, якщо у вас була велика колекція різнокольорових, але інакше однакових гумових куль, ви можете визначити скільки саме у вашій колекції, завантаживши їх на таку шкалу та встановивши вхідний параметр до маси одиниці м'яч. Таким чином, для набору гумових кульок вагою 0,125 кг за штуку та загальною масою 40 кг, машина відповість, що у вашій колекції є [40 кг / (0,125 кг / куля)] = 320 куль.
Кран-вага: Очікувана вантажопідйомність цих ваг становить 5000 фунтів (2270 кг) або більше, що становить 2,5 тонни, як і більшість повсякденних автотранспортних засобів. Вони призначені для зважування вантажів одночасно з підвішуванням їх над землею краном. Це не було б спробою для неуважних!
Мікробаланс: Їх можна прочитати до значення 1 мкг (1 мкг) або вище. Мікрограм - це одна мільярдна частина кілограма, це означає, що, хоча це, мабуть, не одиниця виміру, з якою ви перетинали багато на рівень свідомості - це частина повсякденного життя хіміків, мікробіологів, фармакологів та багатьох інших фахівців у галузі науки.
Поштова шкала: Цей тип зважувальних пристроїв є прикладом обчислювальної шкали, яка відображає зміну ціни при додаванні або видаленні маси відповідно до потреб замовника. Він використовується для визначення ваги доставки або вартості доставки листів або посилок, доставлених Поштовою службою США (USPS) або приватними судноплавними компаніями.
Автомобільні ваги: Ці ваги призначені для зважування великих вантажівок, сільськогосподарських машин та інших великих промислових транспортних засобів. Ви, напевно, бачили таблички із написом "Зважте станцію попереду", якщо ви їхали по міждержавних автомагістралях США.
Вони використовуються для забезпечення дотримання правил безпеки, таких як забезпечення перевищення транспортних засобів, які їдуть певними дорогами розміщені обмеження ваги цих доріг - щось, знову ж таки, у більшості людей немає нагоди вдивлятися пильно!