杆秤中的物理 杆秤中的奥秘
时间:2019-02-07 03:19:45 来源:柠檬阅读网 本文已影响 人
“小小秤砣压千斤”。千百年来,手杆秤也可算作华夏“国粹”。它制作轻巧、经典,使用也极为便利,作为商品流通的主要度量工具,它活跃在大江南北,且代代相传。“天地之间有杆秤”,人们不断赋予秤新的文化内涵,视它为公平公正的象征,天地良心的标尺,一桩桩交易就在秤砣与秤盘的此起彼伏间完成。
那么,对于杆秤中的奥秘,你又知道多少呢?
1. 零刻度(即定盘星)
如图1所示:秤杆上提绳的O点为支点,由于支点不在秤杆(包括秤钩)的重心上,在不称物体时,手提绳,秤杆不能平衡于水平位置,此时必须把秤砣挂在适当的位置C点上,才能使杠杆平衡。C点就是杆秤的零刻度,通常叫做定盘星。
设杆重为G,砣重为G,重心到支点的距离为L,C点到支点的距离为L。根据杠杆的平衡条件,有
G•L=G•L
L=L•
这样定盘星C的位置就可以确定了。
2. 杆秤的刻度
在称重物时,将物体G挂在秤钩上,若保持秤杆平衡在水平位置上,需要把秤砣移到A点,如图2所示。
根据杠杆的平衡条件,则有 G•L=G•L+G•L
因为不称物体时G•L=G•L
所以G•L=G•L+G•L=G•(L+L)
又因为L=L+L
所以G•L=G•L 即m=m•,其中m2为所称物体的质量,m1为秤砣的质量。
由上式可以看出,对同一杆秤,所称物体质量m与L成正比,所以秤杆上从定盘星开始表示的刻度是均匀的,从而确定每个刻度代表的量。
3. 不法商贩的骗术揭秘
从前有个地主,家有一把杆秤,是铜制空心的,里面灌了水银。你知道地主为什么这么做吗?
如图3所示,当有人向地主交租时,水银在右边。有:G物•L物=G2•L2+G1•L1′与没有水银时G物•L物=G1•L1相比较,可知L1′<L1,即此时称出的物体质量比实际要小。
当有人向地主借东西时,水银在左边。有:G物•L物+G2•L2=G1•L1′与没有水银时G物•L物=G1•L1相比较,L1′>L1,即此时称出的物体质量比实际的质量要大。
生活中,还有许多商贩利用杆秤缺斤少两,欺骗消费者,大致原理与此相同。