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彈簧秤和桿秤哪個能在地球和月球上正常使用?

月球的質量遠小於地球,表面重力加速度只有地球的1/6。電子秤、彈簧秤等測量“重力”的稱重方法不能應用,但杠桿定理制成的桿秤、天平仍可應用。

首先,要確認地球上的某種稱重方法是否可以用在月球上,首先要確定月球和地球的引力物理定律是相同的,這壹點早在阿波羅登月時就得到驗證。宇航員在離地同壹高度扔下羽毛和錘子,加速過程符合牛頓定律,所以月球和地球的物理定律是壹樣的。現代科學利用探測器測量遙遠天體的質量及其軌道參數,也證實了牛頓定律可以應用於宏觀低速天體的運行。

質量是物質的固有屬性。沒有人說清楚它是怎麽來的,但是已經證明,壹個物體的質量與它所包含的微觀粒子的數量有關。同壹個物體無論在哪個星球上,它的質量都會是壹定的,但是它的引力會因為天體的不同而不同。

證明了月球和地球有相同的物理規律,所以質量這個詞在不同的星球上有相同的含義。在地球上,由於建立了統壹的標準,質量可以用重力來衡量,只需要除以重力的加速度g。這種方法有壹定誤差,因為重力是排除隨地球自轉運動的物體向心力後剩余的部分,用重力測量物體質量是正確的,但這種方法比較麻煩,即使存在誤差,對實際測量結果影響也不大。

在月球上,月球的質量只有地球的1/49,重力只有地球的1/6,而且月球自轉很慢,所以分別在地球和月球上測量同壹物體的重力會得到不同的讀數,直接測量重力將不再適用,所以根據不同的質量測量方法,很容易知道在月球上還可以應用哪種稱重方法。杠桿定理簡單來說就是力乘以力矩。應用到月球上,壹端標準重的重力和另壹端饑餓重的重力降低了相同的倍數,但扭矩不變。因此,杠桿定理制作的稱重工具在月球上稱重時,仍然可以得到相同的質量。

彈簧秤和電子秤分別利用彈簧的彈性變形和壓敏材料的電阻變化。無論是彈性材料還是壓敏材料,都是直接測量“重力”,但經過轉換和校準後,表盤上刻有對應重力的質量參數,而不是直接測量質量。

當然,如果我們比較“杠”,既然了解了地球和月球的引力質量比,我們也可以通過換算重新設計電子秤和彈簧秤的表盤讀數,這些測量裝置也可以得到和地球上壹樣的讀數,但是帶回地球就不能直接使用了。