Ми купуємо на ринку дві кілограми картоплі, і якщо відро є старомодним, воно зважує вагу вибраного порту на дворуких вагах, упакованих потертими обважнювачами (*). Якщо ваги справжні та добре відкалібровані і ніхто не возився з вагами, то нам пощастило і за наші гроші ми отримуємо рівно стільки картоплі, скільки показує дисплей. Це абсолютно поширений спосіб використання ваг для вимірювання менших величин. Але що, якщо нам потрібно набагато, набагато більше ваги, ніж це? Скажімо, ми хочемо точно виміряти тягу наших двигунів космічного човника? Де ми знаходимо ринковий баланс?

індекс

Всім, хто хоче виміряти дійсно важкі речі, допоможе Національний інститут стандартів і технологій (NIST), вимірювальний інститут під егідою Міністерства торгівлі США, а також група "Маса і сила". Що робить інститут, що базується у Вашингтоні, справді особливим, так це те, що вони мають найбільшу вагу у світі, принаймні так показує відео Veritasium.

Конструкція абсолютно унікальна, ніде в світі немає більш каліброваної ваги, і це найбільша така машина на Землі. 20 штук ваги у формі диска вартістю 50000 фунтів (близько 25 тонн) складають 4,45 меганьютонної душі машини, кожен диск з нержавіючої сталі важить приблизно десять мікроавтобусів. Вони можуть додати сили в 1 мільйон фунтів стерлінгів або 4448222 Н в одиницях СІ при запуску машини з 13 поверхами загалом.

Сама вага розміщується в підземній трубі глибиною близько 27 футів. Застосовується для калібрування датчиків вимірювання сили в лабораторії над ним, які потім передаються різним компаніям, щоб вони могли випробувати власне обладнання, машини, які вони виробляють (наприклад, компанії, що виробляють авіаційні або ракетні двигуни, використовують їх).

Датчик перетворення зусилля розміщується у вантажній рамі зверху машини і починає підніматися гідравлічним обладнанням. Вага в один мільйон фунтів надає на датчик поступово вертикальну силу донизу відповідно до заданої програми, з якої вихідний сигнал може бути точно відкалібрований у лабораторії відповідно.

Звичайно, процес не такий простий, інженерам-метрологам доводиться брати до уваги, наприклад, плавучість повітря, що витісняється вагами (що є досить невеликим, але не мізерним), або величину локального гравітаційного поля, яке залежить від висота, але також 0 Вони можуть стріляти вагою з точністю до .0005 відсотків. Остаточно встановлений датчик таким чином уникає використання замовником для власних вимірювань.

Для того, щоб приблизно зрозуміти, скільки означає вага 4,45 меганьютонів, ось два приклади: основні двигуни космічних човників при зльоті справляли тягу 1,6 МН, а найбільший із коли-небудь виміряних блакитних китів важив 1,9 МН. Тож у великих масштабах на одну каструлю довелося б покласти більше двох дорослих блакитних китів, щоб скинути вагу в підземному бункері NIST.

* Швидке навчання з фізики:

У повсякденному житті ми часто змішуємо та використовуємо фізичні величини ваги та ваги як синоніми, що не є стільки проблемою під час маркетингу у вихідні дні, оскільки перебування на Землі насправді може відповідати вазі та вазі кошика картоплі (фізики завжди шиплять часом, як це). Як ми можемо пам’ятати з уроків фізики в середній школі, маса вимірює інерцію тіл, її величина є постійною, незалежно від її розташування, гравітаційного прискорення, що діє на неї. Вага, навпаки, - це сила між двома тілами, сила, з якою тіло штовхає опору або тягне підвіс. Одиницею ваги СІ є ньютон (N), який дорівнює силі, що розганяє тіло вагою 1 кілограм до швидкості 1 метр в секунду за 1 секунду, і його величина також залежить від прискорення сили тяжіння. Тобто картопля вагою в два кілограми важить на ринку Фені-стріт набагато більше, ніж на Міжнародній космічній станції.