NộI Dung
Cân và số dư có thể được sử dụng cho những thứ tương tự, nhưng hiểu được sự khác biệt trong cách chúng tạo ra trọng lượng cho bạn biết về cách sử dụng khác nhau của chúng. Rất nhiều người sử dụng các từ "tỷ lệ" và "cân bằng" để chỉ những điều tương tự hoặc tương tự. Điều này có thể gây nhầm lẫn trong việc xác định chính xác những gì được đo thông qua các kỹ thuật phòng thí nghiệm sử dụng thang đo và cân bằng.
Cân làm gì
Cân thường được sử dụng khi đo trọng lượng. Họ đo lực tác dụng lên một khối lượng và sử dụng công thức tính trọng lượng của một vật trên Trái đất để xác định trọng lượng của nó. Các loại cân có thể thay đổi cách chúng hoạt động. Cân hiện đại đôi khi sử dụng các bộ lò xo được sắp xếp với nhau để cân đo được lò xo nén bao nhiêu để xác định trọng lượng.
Cân khác sử dụng các tế bào tải đo biến dạng. Đây là những thiết bị, khi một lực tác dụng lên chúng, có thể nén nhẹ sao cho điện trở trong máy đo biến dạng, có thể đo được các thiết bị đo dòng điện qua tế bào tải. Điện trở trong mạch điện này tương quan với trọng lượng đặt trên thang đo nên sự thay đổi trong điện trở này có thể được đo và chuyển đổi thành trọng lượng.
Thang đo thường được sử dụng trong các ứng dụng mà bạn không cần nhiều độ chính xác và độ phức tạp của số dư. Điều này có nghĩa là bạn sẽ thấy việc sử dụng khi bước lên bàn cân tại phòng tập thể dục hoặc tại nhà riêng của bạn cũng như các khu vực cân nguyên liệu thực phẩm. Các loại cân khác bao gồm cân cơ học đo khối lượng đơn giản bằng cách kim quay bao nhiêu do trọng lượng hoặc cân kỹ thuật số sử dụng máy đo tải trọng căng như mô tả.
Số dư làm gì
Mặt khác, số dư cho bạn biết khối lượng của bất cứ thứ gì bạn đặt trên nền tảng của số dư. Họ tính toán điều này dựa trên trọng số được đặt trên nền tảng của cân bằng sử dụng các nguyên tắc tương tự mà quy mô sử dụng. Nhưng sự cân bằng nói riêng được xây dựng bằng cách sử dụng một cơ chế phục hồi lực đối lập với lực trọng lượng của vật liệu trên cân. Lực phục hồi này là nguyên nhân khiến vật trở về trạng thái cân bằng với lực ròng bằng không.
Trái ngược với quy mô, số dư phức tạp hơn và thường được thấy thường xuyên hơn trong các phòng thí nghiệm, trung tâm nghiên cứu của trường đại học, cơ sở y tế và môi trường nghiên cứu tương tự. Chúng thường có thể chính xác hơn so với quy mô là tốt.
Các loại cân khác nhau có thể bao gồm cân bằng vi mô cân các mẫu khối lượng với phân số gram, cân phân tích cũng đo lường sự thay đổi nhỏ của cân và trọng lượng chính xác, có phạm vi trọng lượng lớn hơn cân bằng phân tích nhưng độ chính xác thấp hơn. Cân chính xác có thể đo khối lượng tính bằng gam với độ chính xác lên đến hai hoặc ba chữ số thập phân. Cân phân tích có thể đạt được độ chính xác cao hơn, lên đến bốn chữ số thập phân và cân bằng vi mô có thể cho bạn biết khối lượng tính bằng gam của tối đa sáu chữ số thập phân.
Mặc dù có sự khác biệt giữa thang đo và số dư, thuật ngữ "thang đo" và "số dư" vẫn được sử dụng tương đối thay thế cho nhau (như được đưa ra bởi thuật ngữ "cân bằng tỷ lệ"), ngay cả trong các nhà khoa học, đặc biệt là sử dụng thang đo cơ chế cũng có thể đo khối lượng và những người sử dụng cân bằng cũng có thể đo trọng lượng. Hiểu các cơ chế này chi tiết hơn có thể giúp bạn nhận ra sự khác biệt khi cần thiết.
Trọng lượng trên Cân và Cân bằng
Khi mọi người nghĩ về quy mô hoặc số dư, thông thường họ hình dung hai khối được kết nối với nhau trên một trục có trọng lượng so với nhau. Hình thức nguyên thủy này để xác định khối lượng hoặc trọng lượng đã có với con người trong nhiều thế kỷ cho thấy tính chất vật lý của lực hấp dẫn mà nhiều thang đo và cân bằng sử dụng để xác định trọng lượng hoặc khối lượng, tương ứng.
Cân và cân bằng có thể đo trọng lượng và khối lượng tương ứng, nhưng chúng dựa trên cùng các nguyên tắc vật lý chi phối các lực hấp dẫn lên các vật thể. Sử dụng định luật thứ hai của Newton, bạn có thể đo lực của một vật ĐỤ như một sản phẩm của khối lượng của nó m nhân với gia tốc của nó một sử dụng F = ma. Vì lực của vật nặng W kéo về phía Trái đất là lực này sử dụng gia tốc g, gia tốc trọng trường, bạn có thể viết lại phương trình như W = mg cho đại chúng m của đối tượng.
Trong các ứng dụng trong thế giới thực, tỷ lệ và cân bằng phải được hiệu chỉnh dựa trên vị trí chúng đang được sử dụng vì gia tốc trọng trường có thể thay đổi tới 0,5% trên các phần khác nhau của Trái đất. Sau khi hiệu chỉnh thang đo hoặc cân bằng, việc chuyển đổi giữa trọng lượng và khối lượng là đơn giản cho công cụ khoa học.
Cân lò xo
Cân và số dư có thể tổng hợp lực này cùng với các lực khác như sự thay đổi độ dài của lò xo để đáp ứng với trọng lượng đặt trên bề mặt dụng cụ. Những lò xo này mở rộng và nén theo Luật Hookes, cho bạn biết rằng lực tác dụng lên một lò xo như trọng lượng của một vật có tương quan trực tiếp với khoảng cách mà lò xo di chuyển là kết quả của nó.
Trong một hình thức tương tự như định luật thứ hai của Newton, định luật này là F = kx cho một lực lượng áp dụng ĐỤ, độ cứng của mùa xuân k và khoảng cách mùa xuân di chuyển là kết quả x.
Thang đo mùa xuân có thể nhạy và chính xác để đo khối lượng theo phân số của bảng Anh. Khi bạn bước lên một cái cân trong phòng tắm, các lò xo bên trong nó nén sao cho kim hoặc mặt số quay cho đến khi trọng lượng của bạn được hiển thị. Thật không may, vảy mùa xuân có thể bị chùng xuống vì mùa xuân được sử dụng thường xuyên trong thời gian dài. Điều này khiến mùa xuân mất khả năng và mở rộng và co lại một cách tự nhiên. Vì lý do này, chúng cần được hiệu chỉnh phù hợp và liên tục để ngăn chặn điều này xảy ra.
Ngoài Luật Hookes, bạn có thể sử dụng Mô đun trẻ (hoặc mô đun đàn hồi) trong việc xác định chuỗi sẽ nén bao nhiêu khi bạn dồn trọng lượng lên nó. Nó được định nghĩa là tỷ lệ của ứng suất với biến dạng, được đưa ra bởi E = ϵ / Cho mô đun Youngs E, nhấn mạnh ϵ ("epsilon") và căng thẳng σ ("sigma").
Đối với phương trình này, ứng suất được cho là lực trên một đơn vị diện tích và biến dạng là sự thay đổi độ dài chia cho chiều dài ban đầu. Mô-đun Youngs đo điện trở của vật liệu bị biến dạng, và vật liệu cứng hơn có mô-đun Youngs lớn hơn.
Modulus trẻ sau đó có đơn vị lực trên mỗi khu vực, cũng như áp lực. Bạn có thể sử dụng điều này để nhân mô đun Youngs với diện tích bề mặt của lò xo nhận trọng lượng của vật thể để có được lực tác dụng lên lò xo. Đây là cùng một lực lượng ĐỤ trong luật Hookes.
Máy đo sức căng
Đồng hồ đo biến dạng được sử dụng trong cân đo đo sự thay đổi điện trở trong sự hiện diện của trọng lượng trên thang đo. Bản thân máy đo biến dạng là một miếng kim loại bao quanh một sợi dây hoặc lá mỏng được sắp xếp theo mô hình giống như lưới điện của mạch điện, khi nó chịu một lực theo một hướng, điện trở của nó thay đổi theo một lượng nhỏ, chính xác tỷ lệ với trọng lượng.
Khi trọng lượng làm cho các bộ phận của dây hoặc lá căng hơn và bị nén, điện trở của mạch điện tăng lên, và máy đo biến dạng trở nên dày hơn và ngắn hơn để đáp ứng với điều này. Khi có dòng điện qua mạch, các thang đo tính toán điện trở này thay đổi như thế nào do trọng lượng để xác định trọng lượng tác dụng lên chúng. Sự thay đổi điện trở thường rất nhỏ và khoảng 0,12, nhưng điều này mang lại cho đồng hồ đo biến dạng chính xác hơn trong việc xác định trọng lượng.