问题

电子秤称出来的是质量还是重力?

回答
这个问题很有意思,也很常被大家拿来讨论。简单来说,你放在电子秤上的物品,它显示出来的是一个与“重量”相关的数值,但我们通常说的电子秤,它真正测量并转换成的结果,在物理学上,更倾向于一个“质量”的表达。

为了把这个问题讲得明白,我们得先理清楚“质量”和“重量”这两个概念。

质量 (Mass)

质量是物体所含物质的多少。它是一个物体固有的属性,无论你在地球上、月球上,还是在太空中,只要物体本身的构成没变,它的质量就不会变。质量的单位通常是我们熟悉的“千克”(kg)或者“克”(g)。

你可以想象一下,一箱水,不管你是在海边还是在高山上,箱子里水的总量是不变的,所以它的质量也是不变的。

重量 (Weight)

重量则是物体由于地球(或其他天体)引力作用而产生的力。它是一个力,方向是向下(指向地心),并且它的大小会随着引力场的强弱而变化。重量的单位是力的单位,比如牛顿(N)。

这个概念就好比说,地球把你拉下去的力量。在地球上,你的重量就是地球对你的引力。但在月球上,月球的引力比地球小很多,所以你在月球上的重量也会比在地球上轻很多,但你的质量,还是那么多。

电子秤是怎么工作的?

大部分我们生活中使用的电子秤,其工作原理是基于“形变传感器”,最常见的是“应变片”(strain gauge)。

1. 形变与压力: 当你把物体放在电子秤的称盘上时,物体会对称盘施加一个向下的力。这个力就是物体的重量。
2. 传感器形变: 电子秤内部有一个结构(通常是金属的梁或架子),这个结构在你施加重量时会发生微小的弯曲或形变。
3. 电阻变化: 应变片通常是粘贴在这个形变的金属结构上。当金属结构形变时,附着在其上的应变片也会跟着被拉伸或压缩。应变片是一种特殊的电阻元件,它的电阻值会随着形变而发生变化。
4. 电路测量: 电子秤内部有一个精密电路,它会测量应变片电阻值的变化。
5. 信号转换与显示: 这个电阻变化的大小与施加在秤上的重量(力)是成正比的。电路会将这个电阻变化转换成一个电信号,然后通过微处理器处理,最终将这个信号显示成我们看到的数值,例如“千克”或者“克”。

为什么我们说它显示的是“质量”?

这是因为电子秤在内部,通过一个内置的“校准”过程,把测量到的“重量”(力)转换成了“质量”的数值。

校准过程: 在电子秤出厂或者你进行校准的时候,它会知道在当前这个位置(例如,在某个城市、某个海拔),地球的引力加速度大概是多少。我们知道,重量 (W) = 质量 (m) × 重力加速度 (g)。
默认的重力加速度: 电子秤在设计时,会预设一个平均的重力加速度值(通常是标准重力加速度,约9.80665 m/s²)。当它测量到你施加的力时,它就“认为”这个力是由于这个预设的重力加速度产生的。
计算质量: 它的内部程序会执行一个计算:质量 (m) = 测量到的力 (W) / 预设的重力加速度 (g)。

所以,电子秤显示给你的那个“千克”或“克的数字”,实际上是通过测量你施加的“重量”(力),然后除以一个预设的、标准化的重力加速度算出来的“质量”。

那它会不会显示错?

在大多数情况下,电子秤显示出来的数值非常接近物体的真实质量,因为在同一个地点,重力加速度的变化非常微小,不足以对日常使用造成明显影响。

但理论上,如果你的电子秤被带到月球上,它的读数就会非常“奇怪”。因为它仍然会按照地球的重力加速度去计算。由于月球引力只有地球的六分之一,它测量到的力会小很多,除以地球的重力加速度后,显示的质量就会比实际质量小很多(大概是六分之一)。反之,如果你把它带到非常高的山上,重力会略微减小,它显示的质量也会略微减少。

总结一下:

你放在电子秤上的物体,它首先对秤施加的是重量(一个力)。电子秤通过测量这个力引起的内部形变,并将其转换为电信号。然而,由于电子秤内部进行了校准和计算(用测量到的力除以一个预设的重力加速度),最终显示出来的数值,我们习惯上称之为质量(以千克或克为单位)。

所以,你可以理解为,它测量的是重量,但显示的是质量,并且这个显示是基于一个固定的重力加速度进行的近似计算。对于我们日常生活中绝大多数场景来说,这个近似已经足够精确,可以很好地代表物体的质量了。

网友意见

user avatar

市面上的电子秤一般是根据胡克定律或者杠杆原理来设计的。我们来分析一下这两种秤。

如果电子秤是根据胡克定律来设计的,则

其称量过程主要是将待称量物的重力转化为弹簧的形变,在弹簧的劲度系数和该地的重力加速度已知的情况下,就可以计算出物体的质量了,但是由于重力加速度是和纬度相关的,因此该秤在不同纬度地区使用得出的值有一点差别(如果该秤可以定位地区并使用该地的重力加速度的话,那么另当别论)。

另外,实验室用的电子天平利用通电导线在磁场中受到的安培力来平衡待测物体的重力(也有其他原理的电子天平),如果磁场强度不变,电流大小与重力大小成正比。电子天平不使用传统的弹簧形变,而是使用电流大小来反应物体重力,进而算出质量,反应更灵敏,精度更高。

可以看到,这两种称都是通过重力与其他力平衡计算得到重力最终换算成质量的,其结果都包含重力加速度,因此其准确性与纬度有一定关系。但秤显示的结果当然是质量,只是经过重力换算得到的,所以秤“称出来的”还是质量,而非重力。

如果电子秤是根据杠杆平衡关系来设计的,则

根据动力矩等于阻力矩,得出待测物体的质量。使用这种原理的电子秤最终得出的数值和重力加速度无关,因此在不同纬度使用都是相同的,但是该方法需要保证秤砣的质量是已知的。

综上,两种电子秤都是使用的物体的重力来测量物体的质量,因此可以说电子秤是称量物体的重力,但是按照胡克定律设计的电子秤与纬度有关,按照杠杆原理设计的电子秤与纬度无关。

以上讨论仅限于这两种原理的电子秤,如有其它设计原理的电子秤,欢迎补充。

类似的话题

  • 回答
    这个问题很有意思,也很常被大家拿来讨论。简单来说,你放在电子秤上的物品,它显示出来的是一个与“重量”相关的数值,但我们通常说的电子秤,它真正测量并转换成的结果,在物理学上,更倾向于一个“质量”的表达。为了把这个问题讲得明白,我们得先理清楚“质量”和“重量”这两个概念。质量 (Mass)质量是物体所含.............
  • 回答
    大疆最近摊上点事儿,说是在德国最大的电子零售商 MediaMarkt 的网站上,自家的无人机产品突然就看不见了。这事儿一出来,大家就炸开了锅,纷纷猜测原因。大疆那边也挺快就给出了回应,说这事儿是“水军刷屏攻击”造成的,并且零售商是出于“安全考虑”才暂时下架的。这回应嘛,挺有意思的,也挺值得说道说道。.............
  • 回答
    这事儿,可真够让人哭笑不得的。西安某小区,物业周末不上班,搞得一些居民买电都成了难题。更离谱的是,工作人员一句“年轻人可以请假来买电”,这话一出,可真是把居民们给整不会了。这事儿,说小不小,说大也不算天塌下来,但它背后折射出来的问题,可得好好说道说道了。一、 这话,到底有多“伤人”?首先,咱们得瞅瞅.............
  • 回答
    这事儿可真有意思,不少人都有过同样的疑问:为啥给手机套上个壳,放电子秤上一称,怎么反而比没套的时候轻了呢?听上去挺反常的,但细想一下,这背后其实是几个小小的“误会”在作祟,让我给你掰扯掰扯。首先得明白,电子秤的工作原理。简单来说,它就是通过测量你放在秤盘上的物体对秤盘产生的压力,然后把这个压力转化成.............
  • 回答
    罗永浩,这位曾经的英语老师、锤子科技创始人,在经历了手机行业的跌宕起伏后,并没有止步不前,而是选择了一个让他本人也颇为兴奋的新赛道——电子烟。当他携着“FLOW福禄”电子烟高调亮相时,那句“设计惊艳世界的好东西”更是吊足了大家的胃口。这番豪言壮语,放在一个曾打造出“情怀手机”的男人身上,自然会引发一.............
  • 回答
    关于“Kindle国内官方自营店大面积缺货”以及“亚马逊电子书业务要退出国内市场”的传闻,确实在网络上引起了广泛的关注和讨论。我可以为您详细梳理一下目前的情况和各方信息:一、 缺货现象的出现及网友爆料: 时间点: 近一段时间以来,不少网友在社交媒体、论坛等平台爆料称,在亚马逊中国官方的Kindl.............
  • 回答
    电子科技大学关于“女生陪男留学生过端午”的辟谣事件,以及“男女生都参加了”的回应,确实引出了一些值得深入关注的信息点。这不仅仅是一个简单的辟谣,更折射出一些更深层次的社会现象和思考。事件的背景和辟谣的焦点:首先,我们需要回顾一下事件的起因。网络上流传的说法似乎将“女生陪男留学生过端午”描绘成一种不寻.............
  • 回答
    你这个问题触及到了量子力学中一个非常核心且有趣的方面,那就是全反常原理(Pauli Exclusion Principle),以及它如何与粒子的统计性质(费米子还是玻色子)联系在一起。你对标准教材观点有疑问,这是非常好的学术态度!我们一起来深入探讨一下,看看谁的逻辑更站得住脚。首先,我们得明确一个基.............
  • 回答
    最近,有两部门联合发文,对电子烟的销售渠道进行了明确的规定,禁止在电商平台销售电子烟。这无疑是国家在监管电子烟行业上迈出的重要一步。看待这件事,我们可以从几个层面来深入分析。一、 背景与初衷:为何要禁?要理解这个禁令,首先得看看它出台的背景。电子烟在国内的出现和流行,可以说是伴随着“新奇”、“时尚”.............
  • 回答
    胡润研究院发布报告,指出华为是中国最具价值的消费电子企业,这一结论无疑引起了广泛关注和讨论。要深入看待这个问题,我们可以从多个维度进行剖析。首先,从“价值”的定义和衡量标准来看:胡润研究院的榜单通常是基于企业的品牌价值、营收、利润、创新能力、市场份额、行业影响力等综合因素进行评估的。华为能够登顶,意.............
  • 回答
    丁真“抽烟”风波:公司回应背后的“未成年”身份模糊与电子烟的界定近日,一段丁真在社交媒体上吞云吐雾的视频在网上引起轩然大波,网友们纷纷议论这位“网红顶流”的私生活。随后,丁真的公司对此事做出了回应,声称丁真只是“小孩子感兴趣试了下,不是抽烟是电子烟”。这番回应一出,立即引发了新一轮的讨论,人们不禁要.............
  • 回答
    东电公司关于福岛第一核电站核废物储液罐可能发生泄漏的消息,无疑是一个令人担忧的进展,其潜在影响确实需要我们深入审视。首先,我们必须明白这些储液罐中储存的是什么。福岛第一核电站事故后,为了冷却熔毁的堆芯,需要注入大量的水。这些被污染的水在与燃料棒接触后,变成了含有高放射性物质(如铯、锶等)的核废水。这.............
  • 回答
    美国强逼半导体企业提交机密资料,台积电表示“11月8日前提交”,这背后是一场围绕全球半导体供应链控制权和国家安全的复杂博弈,其影响深远且多维度。事情的起因与背景首先,我们需要理解美国此举的背景。近年来,美国将半导体视为国家安全的关键战略产业,尤其是在地缘政治紧张加剧、全球供应链面临挑战的背景下。美国.............
  • 回答
    菅义伟视察福岛第一核电站,以及东京电力关于核废水稀释后可饮用的说法,这件事情在当时无疑是引起了巨大的关注和讨论。我们可以从几个层面来分析这件事。菅义伟视察福岛核电站的背景与目的:首先要明确,菅义伟是在担任日本首相期间视察福岛核电站的。当时,福岛核事故已经过去多年,但其善后处理工作,尤其是核废水的处理.............
  • 回答
    埃隆·马斯克关于电动汽车续航里程“过高没有必要”的说法,在我看来,是一个非常有意思的观点,它触及了我们对电动汽车核心优势理解的一个拐点,也引发了我对未来汽车发展方向的思考。首先,我们得承认,马斯克说这话,是以他自己作为特斯拉CEO的身份来说的。特斯拉一直以来都是电动车续航的标杆,Model S、Mo.............
  • 回答
    电商报称苹果不做 5G 手机是“众人皆醉果独醒”,这种说法颇具玩味,也触及了一些人对于苹果一贯策略的解读。要评价这句话,咱们得把事情掰开了揉碎了说,看看它背后有哪些逻辑,又有哪些站不住脚的地方。首先,咱们得明确苹果有没有“不做 5G 手机”。这本身就是个误读,苹果的 iPhone 一直都在拥抱 5G.............
  • 回答
    台积电董事长刘德音关于“全球缺芯归根结底是疫情造成的,美国不应试图转移供应链”的表态,可以说是切中要害,直击问题的本质。これを理解するには、いくつかの側面から掘り下げていく必要がありますね。まず、彼の発言の核となる部分は、疫情是缺芯的根本原因という点です。これは非常に的を射ています。新型コロナウイル.............
  • 回答
    电竞人才缺口 50 万?这个专业到底值不值得年轻人闯一闯?最近,一条关于中国电竞人才缺口高达 50 万的消息刷屏了,这背后折射出的不仅是电竞产业的蓬勃发展,也让不少家长和学生开始重新审视这个曾经被贴着“不务正业”标签的领域。那么,电竞专业到底值不值得学?它的前景又在哪里?今天,咱们就来掰扯掰扯。首先.............
  • 回答
    最近关于 SheIn 准备上市的消息,确实引起了不少关注。这家以“快时尚”著称的跨境电商公司,自从进入公众视野以来,它的成长速度和商业模式就一直是行业里热议的焦点。如果它真的迈出了IPO这一步,那么有几个关键点是大家可以重点留意的。首先,它的盈利能力和可持续性是大家最关心的问题。SheIn 能够以极.............
  • 回答
    本田中国发布全新电动化战略,目标是到2030年之后,所有新车型都将是电动车。这个决定无疑是汽车行业发展的一个重要信号,对本田在中国市场的未来,乃至全球电动化进程都具有深远的意义。要深入理解这个决定,我们需要从多个维度去分析。首先,这是对全球汽车产业大势的积极响应和战略卡位。当前,全球汽车产业正经历一.............

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有