Neden kütle terazi ile ve neden ağırlık dinamometre ile ölçülür?

[theking]

Neden kütle terazi ile ve neden ağırlık dinamometre ile ölçülür?

Terazi ile aslında kütle değil, ağırlık ölçeriz. Örneğin iki kefeli bir terazinin kefeleri, üzerlerine ağırlıklar konduktan sonra aynı düzeye geldiklerinde, yani kefeler dengelendiğinde, bu; iki kefeye etki eden yerçekimi kuvvetlerinin eşit olduğu anlamına gelir. Biz de bu durumdan hareketle, kefelerdeki kütlelerin eşit olduğu sonucuna varırız. Evlerimizde kullandığımız yaylı tartılarda ise, üzerine çıktığımızda tartıya etki ettirdiğimiz yerçekimi kuvveti, tartı yayının sıkışmasına yol açar ve yayın sıkışma miktarı, yaya bağlı bir gösterge aracılığıyla, tartının ölçeğinde bir rakam gösterir. Bu rakamın aslında kuvvet (F=mg)) olması gerekirken, ölçek, aynı kuvvete deniz seviyesinde yol açacak olan kütle (m=F/g) değerini gösterir. Yani, gösterge öyle ölçeklendirilmiştir. Bu yüzden halk dilinde yanlışlıkla, örneğin “100 kg ağırlığında” denir. Halbuki kg kütle birimidir, ağırlık birimi değil. Kastedilen ağırlık aslında, “100 kg’lık kütlenin deniz seviyesinde tabi olduğu yerçekimi kuvvetine eşdeğer kuvvet, yani F=mg=100x9,8=980 Newton”dur.

Nitekim, kg cinsinden ölçeklendirilmiş olan bir tartıyla, deniz seviyesinden çeşitli yüksekliklerde tartıldığımız takdirde, göstergenin işaret ettiği kg rakamının, yükseklik arttıkça küçüldüğünü görürürüz. Halbuki kütlemiz azalmamıştır. Azalan, aynı kütle üzerinde etki etmekte olup da yükseklik arttıkça zayıflayan yerçekimi kuvvetidir. Tartı, azalan yerçekimi kuvvetine ‘deniz seviyesinde eşdeğer olan’ daha küçük bir kütleye işaret ederek, bizi yanıltır.

Dinamometreye gelince, bu aygıt ağırlık değil; hareket halindeki kuvvetleri, ya da, kuvvetle kuvvet kolunun çarpımına eşit olan torku ölçer. Örneğin, içten patlarlı bir motorun pistonlarına uyguladığı kuvveti veya tekerlek miline aktardığı torku... Pahalı bir aygıt olup, örneğin otomobil tasarımı gibi özel ihtiyaç alanlarında kullanılır. Torkla birlikte, tekerlek milinin açısal hızını (ω) da ölçen aygıt, bu iki veriden hareketle, motorun mile aktardığı gücü (P=T.ω) hesaplar. Montaj öncesinde motorun gücü de ölçülmüşse eğer, aradaki güç kayıplarının nedenleri araştırılarak, tasarımda düzeltmelere gidilir vb.