ראשית נבהיר כי משקל הוא כוח הכבידה שמפעיל כדור הארץ (או גרם שמים אחר) על גוף שנמצא בסמוך אליו. מסה, לעומת זאת, איננה מהווה כוח אלא תכונה של הגוף ונמדדת בקילוגרמים. משקל, לעומת זאת, מתאר את הכוח הפועל על גוף, והוא משתנה בהתאם לגרם השמים שמושך את הגוף, כלומר הוא תלוי במערכת היחוס הנמדדת. משקל של גוף על הירח, לדוגמא, יהיה קטן יותר מאשר משקלו על כדור הארץ. משקל נמדד בניוטונים (יחידת כח).
רוב מכשירי המאזניים מודדים את משקל הגוף הנמדד (הכוח אותו מפעיל הגוף) ולא את המסה שלו. על מנת לחשב את מסת הגוף מחלקים בתאוצה הכובד, 9.8 בקירוב על כדור הארץ (תאוצת הכובד אינה הומגנית על פני הכדור, אלא משתנה במידה קטנה). משקלו של גוף הנמצא במנוחה במערכת מסוימת, שווה למסתו מוכפלת בתאוצת הנפילה החופשית במערכת. ישנם סוגים רבים של מאזניים למדידת משקלו של גוף. כאן נפרט במקצת על שלושת המאזניים הנפוצים ביותר.
"מאזני-משקל" הם המאזניים הפשוטים ביותר מודדים את המשקל של הגוף על ידי כך שמשווים אותו לגופים אחרים שאנו יודעים את משקלם. במצב כזה, מאזני המשקל מגיעים לשיווי משקל. למעשה מאזניים מסוג זה מודדים את מסת הגוף ולא את משקלו זאת משום שהשוואת המסות (רגע שיווי המשקל) מבטל את כח המשיכה והמדידה תהיה זהה בכל מקום אחר, לרבות גרמי שמיים אחרים (הירח לדוגמא). מאזניי-משקל אלו הם המאזניים המכניים הפשוטים ביותר.
"מאזני קפיץ" הם גם מאזניים מכניים מאוד נפוצים. עיקרון פעולתם הינו מאוד פשוט ומבוסס על חוק הוק. חוק הוק מבטא את היחס הישר הקיים בין התארכות הקפיץ לכח המופעל עליו. בתוך מכשיר מאזני הקפיץ ישנו קפיץ, בעל קבוע קפיץ ידוע מראש, ולמעשה אנו מודדים כמה הקפיץ התארך בכדי למדוד את הכח שמפעיל הגוף המונח עליו.
"מאזניים אלקטרוניים" הם מאוד נפוצים כיום בשל היותם מדויקים יותר מאשר מאזניים מכניים. ישנם מכשירים אלקטרוניים שיש בהם אלקטרומגנט אשר מושך כנגד הכוח שמפעיל הגוף הנמדד. הזרם החשמלי הזורם דרך האלקטרומגנט משתנה (בעזרת מעגל עם משוב שלילי) עד שחיישן מתאים מורה שהמערכת הגיעה לשיווי משקל. כאשר היא הגיעה לשיווי משקל הזרם במערכת יהיה יחסי למשקל.
מאזניי משקל הפשוטים ביותר מודדים למעשה מסה ולא משקל
מאת: חיים ברק
המחלקה לפיזיקה של חלקיקים ואסטרופיזיקה
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
