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体重計

体重計について教えてください
私は毎日体重を計ってます
いつも硬い床の上で計ってますがこの前バスマットの上で計ったらびっくりしました
なんと体重が3kg増えてました!
元の場所で計ったら戻りました(笑)

これはどういう原理から、体重計の目盛りが増えるのでしょうか?

投稿日時 - 2015-11-22 08:42:51

QNo.9084189

困ってます

質問者が選んだベストアンサー

 体重計の機構次第の面があるのですが、誤差が出やすい機構を疑ってみることにします。ですので、お試しになった現象とは異なってくる可能性が低くないことを、予めお詫びし、ご了解をお願いいたします。

 体重計が、料理の計量用などでよくある上皿の秤のようなものだとします。皿の中心にある軸が真っ直ぐ下ろされることによって、下にあるバネ秤が重量を示すものですね。

 そういう秤は水平に置かれているとき、正確な重量を示してくれます。しかし、傾いてしまうと問題が出てきます(添付図参照)。

 計ろうとする物体は重力により、常に真下に降りようとします。それを、真上に押し上げる力で支えて、押し上げる力がいくらなのかを計って(※バネの縮む長さ等)、重量を出します。

 ところが、斜めから支えてしまうと、物体が重力で真下に降りようとする力が、秤方向と、皿の方向に分かれてしまいます(皿の方向の力は、結局は軸を支える機構が受け止める→この影響は後述)。

 秤が水平から角度θだけ傾くと、率でsinθをかけた重量になります。50kgのものだと、4.5度傾くと3kg減少した重量が表示される計算になります。

 以上は、摩擦が影響しないと考えてのものですが、秤の作りによっては、傾いたときに斜めに力がかかるために、秤の軸受などが力を受け止め、そこで摩擦が発生する可能性があります。

 これは摩擦係数が分からないと計算できないのですが、摩擦力は秤の皿が押し下げられるのを妨げる向きに働きますので、、摩擦力の分だけ表示される重量が減ります。

 こうしたことは、秤の上での物体の重心の位置によっても、起こり得ます。よくできた秤ですと、こうした影響が極力少なくなるような機構が採用されています。正確とされる天秤でも、二つの皿を支える横棒を2本にして、皿の上の物体が皿の中心からずれても正確にするロバーバル機構といったものがあります。

 もし、秤の強度が低く、斜めだと秤に歪みが出てしまうと、さらに影響は大きく出るでしょう。

 以上は、実際より軽く出るという仕組みですが、実際より重く出るケースについては、単純な力学的仕組みでは、ちょっと考えにくい面があります。例えば、てこのような仕組みが働けばできますが、秤の上だけに完全に乗っている状態では不可能です。

 しかし、デジタルの秤ですと、特有の仕組みで重く出る可能性はあります。デジタルの秤は、一定時間で重量を確定させる仕組みが備わっているものが多くあります。

 単純なバネなど、アナログの秤だと、乗せてすぐは数字が揺れます。それが、だんだんおさまって行って、数字がほぼ動かなくなった時点で重量を読み取ります。デジタルでは一定時間でそれを止めてしまう、つまりまだ揺れている最中に計量を止めてしまう可能性があるのです。

 デジタル秤を置いた床が柔らかければ、物体を乗せたショックからくる振動を床が受け取ますから、数字の揺れは早くおさまります。床が硬ければ逆で、数字が揺れ続ける時間が長くなり、本当の重量より重く出る可能性があります(逆に軽く出る可能性もある)。

 なお、床が柔らかいということは、傾く可能性もあれば、かえって水平になる可能性もあります。このことは、最初に説明しました現象に関わってきます。

P.S.

 とりあえず、上記のような影響があるのではないかと思います。体重を正確に計るためには、体重計を硬い床に置いてそっと乗るのを、複数の場所で試すといいのではないかと思います。

投稿日時 - 2015-11-22 09:59:16

お礼

回答あるがとうございます
傾きのせいではないと思います
「真上に押し上げる力」ということですがもしかしてバスマットは底がゴムですから「バネ」の力とか関係あるのかも知れませんね

因みに、体重計はアナログです

投稿日時 - 2015-11-22 11:56:09

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回答(2)

ANo.1

体重計は、箱の中に仕組まれてある重さで変形する物体(センサー、ばねなど)の変形量を、てこで機械的に、あるいは電気的に増幅してメーターに現します。物体の変形量は箱自体(多くは底の板)のビミョウな変形で誤差が出ることがありますので、水平なしっかりした硬い板の上において使う必要があります。

おそらく、置いたバスマットのやわらかさで体重計の箱が(ビミョウに)反ったり、ゆがんだり、あるいは一部を押し上げたりしてセンサーの正常な変形が出来なかったので誤差が出たのではないでしょうか。

投稿日時 - 2015-11-22 09:16:32

お礼

回答あるがとうございます
バスマットには突起部分が多くて「一部を押し上げたりして」の可能性があるのかも知れませんね
体重計の下には4つの丸い支えの部分がありますが、もしかして真ん中だと違うかも知れません

投稿日時 - 2015-11-22 11:54:43

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