Метр арматуры сколько весит: Масса арматуры теоретический вес 1 метра погонного (1/мп)

Вес Арматуры 12 мм за метр: Таблица веса!

Арматура — являеться неотъемлемой частью в вязке каркасов, сеток и само собой в заливке бетонного фундамента. В строительном секторе, к самым востребованным продуктам относиться металопрокат с диаметром 12 мм. Ее выгодная цена, а так же качество позволяет использовать арматуру 12 миллиметров при постройке частного дома.

Так почему же вес арматуры 12 мм за метр так важен для строения? Во первых что бы рассчитать дальнейшую цену для постройки. Как правило вес уже учтен в проекте, в котором используется арматура марки А12 или любая другая. Но если есть желание самому составить проект, или же более углубленно войти в этот вопрос, то эта статья даст ответы которые вас так интересуют.

Арматура 12 мм вес 1 метра

Согласно ГОСТа вес (масса) одного метра металлопроката с диаметром 12 мм составляет 0,888 кг, это обязательное соблюдение нормы, которое не подлежит изменениям. Конечно же в 1 тонне будет 1126,12 метров.

Для того что бы проверит это значение, достаточно воспользоваться специальной формулой, связывающая массу, удельный вес и размеры:

Мп.м.=V·ρ, где:

• V – объем одного погонного метра, получаемый путем умножения площади поперечного сечения стержня (3,1415·D^2/4) на его длину (в нашем случае – 1 м). Для арматуры диаметром 12 мм V=0,000113 м3;
• ρ – плотность стали, стандартное значение составляет 7850 кг/м3. Таким образом, один п.м. при диаметре 12 мм весит 0,888 кг.

Данную формулу так же можно использовать для определения суммарной длины приобретаемой арматуры с учетом ее веса. Так, как в реале стержни проката имеют не идеально ровные сечения, то получение результаты можно считать усредненными. Но, этих данных будет вполне достаточно что бы проверить количество необходимого продукта. В нашем случае — это вес 1 метра арматуры 12 мм.

Таблица веса 12 арматуры

Название	Размер сечения	Вес 1 метра
Арматура	12 мм.	Вес 1 метра равен 0.88 кг.

При покупке металлических прутьев, в особенности в крупном количестве, стоит перепроверять вес. Несмотря на то, что каждый продавец указывает массу в прайсе, на самом деле может немного отличаться. Так как при изготовлении этого проката используется разная сталь, качественная и не очень.

Из всего того что нам предлагает рынок, самим востребованным являеться арматура А3 из стали А400 или А500С. Их цена немного ниже остальных, но за то очень хорошее сцепление с фундаментом, и легко сваривается, их считают универсальными.

Удельный вес арматуры всех диаметров. Вес погонного метра арматуры.

    Очень часто как заказчику, так и прорабу, нужно узнать точный вес арматуры, которую используют для проведения каких-либо работ. Формула расчета веса арматуры очень простая – длина арматуры, умноженная на вес погонного метра арматуры. Тут все довольно просто.  Для наглядности, ниже представлена краткая таблица удельного веса арматуры с различным диаметром, которая поможет Вам определиться с таким парметром, как вес погонного метра арматуры.

Вес арматуры в зависимости от диаметра и сколько метров в 1 тонне

Диаметр арматуры (мм)	Вес кг/метр	Метров в 1 тонне
5.5	0.187	5347
6	0.222	4504
8	0.395	2531
10	0.617	1620
12	0.888	1126
14	1.210	826
16	1.580	633
18	2.000	500
20	2.470	405
22	2.980	335
25	3.850	260
28	4.830	207
32	6.310	158
36	7.990	125
40	9.870	101
45	12.480	80
50	15.410	65

Подробная таблица веса 1 метра арматуры.

Вес арматуры 5 мм ~ 0,186 кг/м

Вес арматуры 6 мм ~ 0,222 кг/м

Вес арматуры 8 мм ~ 0,395 кг/м

Вес арматуры 10 мм ~ 0,617 кг/м

Вес арматуры 12 мм ~ 0,888 кг/м

Вес арматуры 14 мм ~ 1,210кг/м

Вес арматуры 16 мм ~ 1,580 кг/м

Вес арматуры 18 мм ~ 2,000 кг/м

Вес арматуры 20 мм ~ 2,470 кг/м

Вес арматуры 22 мм ~ 2,980 кг/м

Вес арматуры 25 мм ~ 3,850 кг/м

Вес арматуры 28 мм ~ 4,830 кг/м

Вес арматуры 32 мм ~ 6,310 кг/м

Вес арматуры 36 мм ~ 7,990 кг/м

Вес арматуры 40 мм ~ 9,870 кг/м

Вес арматуры 45 мм ~ 12,480 кг/м

Вес арматуры 50 мм ~ 15,410 кг/м

Пример расчета веса погонного мета арматуры

   Формула вычисления количества метров арматуры в 1 тонне тоже очень простая. Достаточно поделить 1т (1000 кг) на вес 1 метра арматуры. Ниже приведем несколько примеров вычисления количества метров в 1 тонне арматуры.

1000 кг / 0,222 кг/м = 4504 м в одной тонне арматуры диаметром 6 мм. Точно так же вы можете выяснить количество метров в тонне арматуры для любого другого диаметра. 

  В статье вес метра арматуры указан приблизительно для каждого производителя. Для более точных расчетов веса арматуры запрашивайте у продавца документы и спецификацию на продукцию.

   Зная примерные цифры, вы уже можете спокойно определить пытается ли продавец вас обмануть на весе или длине арматуры.

Вся информация взята из госта Государственного стандарта Союза ССР — вес арматуры ГОСТ 5781 82

Можно скачать прямо по этой ссылке гост вес арматуры 5781 82

Сколько весит 1 метр арматуры 14 мм

Содержание

 Арматурный профиль является одним из самых востребованных моделей на строительном рынке как в гражданской, так и в промышленной сфере. Снабженцы, перевозчики и крановщики и прочий обслуживающий персонал строительного объекта должен знать вес 1 метра арматуры 14, а также её размеры. В противном случае при нарушении строительных норм возможны материальные издержки, или же уголовная ответственность. 

В данной статье рассматриваются правильные размеры и масса арматуры данного диаметра. Все значения сверены актуальной версией ГОСТ на 2020 год. За подробной информацией вы можете связаться с нашими менеджерами с помощью телефона, указанному на сайте, или же ознакомиться со справочником металлопроката.

Вес 1 метра арматуры 14 мм

Масса арматурного профиля определяется по ГОСТ 5781-82. 

Вес 1 метра арматуры диаметром 14 мм составляет 1.208 кг.

В 1 тонне содержится

827.5 м арматурного профиля.

Размеры и чертёж

• номинальный диаметр изделия: 14 мм;
• количество метров проката в тонне: 827.5 м;
• масса погонного метра: 1.208 кг;
• допуски по весу на 1 погонный метр: + 5% — 5%;
• овальность: не более 1.2 мм;
• номинальная площадь поперечного сечения: 153.9 мм².

Чертёж типовой модели	Диаметр (мм)	Предел площади сечения (см2)	Документ
	14	1,54	5781-82

Размеры и вес других диаметров

Арматура 14 мм длина прутка

Для того, чтобы объективно ответить на вопрос какая длина арматуры 14 стандарт, необходимо знать, что изделия группируются на мерные и немерные. В первом случае, прутья будут одинаковые. Единственное что следует сделать заказчику — предварительно согласовать размеры с поставщиком, ведь протяжённость прута составляет от 6 до 12 метров.

Партия немерной длины будет состоять из брусков самого разного размера. Такое решение выгодно брать, если проект не подразумевает ответственной функции. Немерная арматура намного дешевле, в отличие от мерного металлопрофиля. Существует несколько ГОСТов, в которых прописаны максимальные отклонения и требования к партии.

ГОСТ 5781

Существует три варианта:

• Стержни мерной длины;
• Присутствуют немерные отрезки;
• Партия полностью с немерными изделиями.

В первом случае, партия состоит из одинаковых стержней, длина которых варьируется с 6 до 12 метров по предварительному согласованию с поставщиком.

Во втором варианте протяженность немерных отрезков составляет не менее 2 м. Содержание общего числа немерных отрезков не превышает 15% от массы партии.

Третьему варианту свойственно наличие арматуры с длиной 3-6. Процентное содержание стержней не более 7%.

ГОСТ 52544-2006

Длина этого стандарта варьируется 6-12 м. Мерные размеры это прутки 6-12, а диапазон немерных размеров ограничен 6-12 метров. Также допускается не более 7% от общей массы партии наличие коротких прутков 3-6. Допустимая погрешность — не более 1 см в большую сторону.

ГОСТ 31938

Стандарт обуславливает нормы для стеклопластиковой арматуры. Длина полимерного профиля варьируется от 0,5 до 12. Поставка осуществляется в бухтах.

Допустимые отклонения для протяженности мерных прутков:

• 0,5-6 м – 25 мм в большую сторону;
• 6-12 м – на 35 больше;
• Больше 12 м – погрешность составляет +50 мм.

Цены за метр и тонну

таблица веса 1 погонного метра.

Арматура — совокупность соединенных между собой элементов, которые при совместной работе с бетоном в железобетонных сооружениях воспринимают растягивающие напряжения (хотя также могут использоваться для усиления бетона в сжатой зоне).

Основное применение: используется в строительстве фундаментов, стен, зданий и сооружений из монолитного бетона. При производстве бетонных работ значительных затрат времени и средств требует устройство армокаркаса для армирования конструкции изготовленных из АР-х сеток. Для расчета объема заказа нужно знать сколько кг в метре и количество погонных м. арматурной стали.

Сколько весит 1 метр стальной арматуры А400?

Масса 1 погонного метра арматуры класса А400 разного диаметра:

• 6 (мм) – 0.222 (кг),
• 8 (мм) – 0.395 (кг),
• 10 (мм) – 0.617 (кг),
• 12 (мм) – 0.888 (кг),
• 14 (мм) – 1.21 (кг),
• 16 (мм) – 1.58 (кг),
• 18 (мм) – 2 (кг),
• 20 (мм) – 2.47 (кг),
• 22 (мм) – 2.98 (кг).

Таблица:

Таблица массы арматуры А400
d (мм) — Диаметр в (мм)	m (кг) — Предел массы в (кг)	В тонне (м) погонных метров
6 (мм)	0.222 (кг)	4504.5 (м)
8 (мм)	0.395 (кг)	2531.65 (м)
10 (мм)	0.617 (кг)	1620.75 (м)
12 (мм)	0.888 (кг)	1126.13 (м)
14 (мм)	1.21 (кг)	826.45 (м)
16 (мм)	1.58 (кг)	632.91 (м)
18 (мм)	2 (кг)	500 (м)
20 (мм)	2.47 (кг)	404.86 (м)
22 (мм)	2.98 (кг)	335.57 (м)
25 (мм)	3.85 (кг)	259.74 (м)
28 (мм)	4.83 (кг)	207.04 (м)
32 (мм)	6.31 (кг)	158.48 (м)
36 (мм)	7.99 (кг)	125.16 (м)
40 (мм)	9.87 (кг)	101.32 (м)
45 (мм)	12.48 (кг)	80.13 (м)
50 (мм)	15.41 (кг)	64.89 (м)
55 (мм)	18.65 (кг)	53.62 (м)
60 (мм)	22.19 (кг)	45.07 (м)
70 (мм)	30.21 (кг)	33.1 (м)
80 (мм)	39.46 (кг)	25.34 (м)

Мотки (диаметр проволоки до 10 (мм)) и стержни подобной рифлёной АР выполняют из низколегированных конструкционных сталей (ГОСТ 5058-65) следующих марок: 35ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс.

По техническим нормам ГОСТ 5781-82 в стали марок 35ГС, 25Г2С возможно добавление титана из расчета его массовой доли в готовом прокате от 0.01 до 0.03%.

Самостоятельный расчет.

Для того чтобы вычислить массу 1 м. арматуры необязательно пользоваться таблицей, так как ее попросту может не оказаться в нужный момент под рукой.

Масса равна теоретическому весу круга того же диаметра, и рассчитывается по простой формуле:

m = D х D х Pi/4 х ro

где ro — плотность материала.

В данном случае 7850 кг/м3, D — диаметр.

Рассчитанный по этой формуле вес арматуры для фундамента совпадает с номинальными значениями ГОСТ. Для расчета фундамента вы можете воспользоваться калькулятором фундамента, который доступен на многих сайтах в бесплатном доступе.

Заключение.

В процессе выполнения строительных работ необходим точный расчет и количество метров в тонне. Эти данные помогут вам при расчете стоимости строительства.

Вес 1 метра арматуры 8 мм

Содержание

Сколько весит 1 метр арматуры 8 мм? Сколько метров в 1 тонне арматурного профиля? Какие документы регламентируют размеры сортового металлопроката? Ответы на эти актуальные вопросы вы узнаете в этой статье.

Чаще всего арматурой такого диаметра усиливают слои фундамента и толстые стены. Также ею усиливают дорожные покрытия, широко используют в промышленном строительстве. Словом, список ответственных сооружений достаточно велик, в связи с чем мы рекомендуем приобретать этот материал у надёжных поставщиков.

Вес 1 метра арматуры 8 мм

Масса арматурного профиля определяется по ГОСТ 5781-82. 

Вес 1 метра арматуры диаметром 8 мм составляет 0.395 кг.

В 1 тонне содержится 2534.3 м арматурного профиля.

Размеры и чертёж

• номинальный диаметр изделия: 8 мм;
• количество метров проката в тонне: 2534,3 м;
• масса погонного метра: 0.395 кг;
• допуски по весу на 1 погонный метр: + 8% — 8%;
• овальность: не более 1.2 мм;
• номинальная площадь поперечного сечения: 50,3 мм².

Чертёж типовой модели	Диаметр (мм)	Предел площади сечения (см2)	Документ
	8	0.503	ГОСТ 5781-82

Размеры и вес других диаметров

Арматура 8 мм длина прутка

Для того, чтобы объективно ответить на вопрос какая длина арматуры 8 стандарт, необходимо знать, что изделия группируются на мерные и немерные. В первом случае, прутья будут одинаковые. Единственное что следует сделать заказчику — предварительно согласовать размеры с поставщиком, ведь протяжённость прута составляет от 6 до 12 метров.

Партия немерной длины будет состоять из брусков самого разного размера. Такое решение выгодно брать, если проект не подразумевает ответственной функции. Немерная арматура намного дешевле, в отличие от мерного металлопрофиля. Существует несколько ГОСТов, в которых прописаны максимальные отклонения и требования к партии.

ГОСТ 5781

Существует три варианта:

• Стержни мерной длины;
• Присутствуют немерные отрезки;
• Партия полностью с немерными изделиями.

В первом случае, партия состоит из одинаковых стержней, длина которых варьируется с 6 до 12 метров по предварительному согласованию с поставщиком.

Во втором варианте протяженность немерных отрезков составляет не менее 2 м. Содержание общего числа немерных отрезков не превышает 15% от массы партии.

Третьему варианту свойственно наличие арматуры с длиной 3-6. Процентное содержание стержней не более 7%.

ГОСТ 52544-2006

Длина этого стандарта варьируется 6-12 м. Мерные размеры это прутки 6-12, а диапазон немерных размеров ограничен 6-12 метров. Также допускается не более 7% от общей массы партии наличие коротких прутков 3-6. Допустимая погрешность — не более 1 см в большую сторону.

ГОСТ 31938

Стандарт обуславливает нормы для стеклопластиковой арматуры. Длина полимерного профиля варьируется от 0,5 до 12. Поставка осуществляется в бухтах.

Допустимые отклонения для протяженности мерных прутков:

• 0,5-6 м – 25 мм в большую сторону;
• 6-12 м – на 35 больше;
• Больше 12 м – погрешность составляет +50 мм.

Цены за метр и тонну

Вес арматуры 12 мм за метр таблица

Внешний вид арматуры.

 

При вязке каркасов, сеток, а также при возведении фундамента основным элементом является арматура. Что касается частного строительства, то здесь одним из самых востребованных является металлопрокат с диаметром 12 миллиметров. Выгодное соотношение прочности и доступной цены позволяет использовать арматуру 12 мм при строительстве частного дома.

Для чего нужно знать вес металлопроката? Понадобиться это величина для оценки стоимости строительных работ на разных этапах. Обычно вес уже рассчитан в проекте для каждой конструкции, где используется металлопрокат А12, А3 или любая другая марка. Если же в планах сделать расчет постройки самостоятельно или же просто хочется подробно разобраться в этом моменте, то этот материал ответит на все вопросы. Изучив статью, читатель сможет самостоятельно провести расчет и узнать вес арматуры 12 мм, А3 или другой марки.

Расчет веса

Расчет выполняется в погонных метрах – специальных величинах, используемых обычно в строительных работах. В таблице также указанна масса одного погонного метра. При этом продается арматура по массе, а не по длине. Задача у строителя довольно простая: узнать, сколько метров потребуется для всех конструкций, а затем перевести их в единицы массы. Ниже указана подробная и простая таблица, которая поможет узнать вес одного погонного метра. Расчет веса

 

В этой таблице необходимо найти нужный диаметр (D), в данном случае это 12 мм. Во второй графе указан D – эти данные не особо нужны, да и перевести 12 мм довольно просто (необходимо поделить 12 мм на 100, в итоге получится 0,12 м). Третья графа таблицы является наиболее важной – здесь указана масса м на кг. Метр металлопроката 12 миллиметров вести 0,888 килограмм. Также для примера можно взять прутья 10 мм, вес которых составляет 0,617 кг. Последняя графа показывает, сколько в одной тонне метров.

Калькулятор

Самостоятельный расчет

Теперь читатель знает, сколько весит один метр. Но чтобы лучше разобраться в работе, нужно понимать, по какой схеме проводится расчет. Поняв суть, строитель сможет вычислять вес одного погонного метра прутьев с диаметром 12 или 10 мм. Чтобы выполнить расчет, необходимо действовать по следующей схеме:

Объем одного погонного метра можно получить по следующей формуле: 1м х (0,785 х D х D). Здесь буква «D» обозначает диаметр круга. Общая масса перемножается с удельным весом прутьев, он во всех случаях будет 7850 кг/м3. Чтобы узнать, сколько весит метр, нужно знать объем.

Для примера можно самостоятельно высчитать массу одного метра арматуры 10 мм. Первым делом необходимо получить объем – 1м х (0,785 х 0,010 х 0,010) = 0, 00010124 м3. Масса прутьев 10 мм – 00010124 м3 х 7850 = 0,616 кг. Если посмотреть таблицу, то один метр арматуры 10 весит 0, 617 кг. Сколько весит метр прутьев 14 или 16 можно узнать по такой же схеме.

Количество метров в одной тонне

Более подробная таблица, где присутствует и класс стали.

 

Выше показан расчет для 10 мм. Количество метров в тонне также можно высчитать без использования специализированных таблиц. Здесь стоит обратиться к строительным нормативам, в которых сказано, что в ленточном основании должно быть не менее 0,1% прутьев по отношению к железобетонной конструкции. Выглядит такая формулировка довольно сложно. Чтобы понять, как это работает, стоит разобрать пример:

1. Берется ленточное основание, площадь которого составляет 2400 квадратных см.
2. Далее понадобится коэффициент, для этой формулы это 0, 001.
3. Полученный объем перемножается с коэффициентом – 2400 х 0,001 = 2,4 см2.
4. На следующих этапах без справочной информации уже обойтись не получится. Здесь понадобится пособие, в котором указано необходимое количество стержней. Для арматуры с диаметром 10 и 12 мм достаточно два стержня.

 

Что нужно знать об A12 арматуре

Изготавливаются прутья из стали, марка которой зависит от требований к прочности, износу и другим параметрам. Обычно строители выбирают прутья из низколегированного металла. Нельзя сказать, что это самая надежная и долговечная сталь, но при этом она обладает важным преимуществом – низколегированный металл можно обрабатывать с помощью дуговой сварки.

Марка A12, как и арматура с диаметром 10 мм, обычно используется для придания прочности конструкции, сделанной из железобетона. Также эти прутья являются основным элементом в строительстве каркасных конструкций. Помимо этого параметра также нужно обращать внимание на прокат, он различается по классам:

• Периодический профиль – А3. Арматура класса А3 имеет поперечное рифление.
• Гладкий профиль – А1. В отличии от А3, арматура класса А1 идет без рифления.

Приобрести арматуру, независимо от диаметра или класса А3, можно в бухтах или прутах.

 

вес 1 погонного метра (таблица).

Железобетон сегодня является самым распространенным материалом, используемым при строительстве многоэтажных зданий, дорог, тоннелей, мостов и любых других объектов. Арматура является важной составляющей таких конструкций – не армированный бетон, хотя и выдерживает значительные нагрузки на сжатие, практически не работает на изгиб и растяжение, разрушаясь при сравнительно небольших нагрузках.

Но использование металлических прутов – обычных или предварительно напряженных – позволяет устранить этот недостаток. Нередко строители оказываются в ситуациях, когда им нужно узнать вес 20 арматуры, для произведения расчетов необходимого количества материала для строительства.

В этом им поможет таблица весов. Её вы найдете ниже в статье, в ней представлены значение массы металлических прутов всех диаметров.

Сколько весит 1 погонный метр арматуры диаметром 20 мм

Как узнать массу погонного метра? Для решения этой задачи необходимо сверится с таблицей расчета, найдя в ней номинальный диаметр (номер профиля) используемой в строительстве арматуры.

Диаметр (мм)	Вес кг/метр
5,5 мм	0,187
6 мм	0,222
8 мм	0,395
10 мм	0,617
12 мм	0,888
14 мм	1,210
16 мм	1,580
18 мм	2,000
20 мм	2,470
22 мм	2,980
25 мм	3,850
28 мм	4,830
32 мм	6,310
36 мм	7,990
40 мм	9,870
45 мм	12,480
50 мм	15,410

Очевидно, что при расчете веса одного метра, вам также необходимо воспользоваться таблицей. К примеру, масса 1 метра 20 мм арматуры равняется 2,470 кг.

Сферы использование

Для конструкций с повышенными требованиями к устойчивости арматура 20 с рифленым профилем является самой востребованной. Здесь показатель 20 (в мм) означает размер сечения стальных стержней. Рифленая поверхность позволяет получить лучшее сцепление с бетоном по сравнению с использованием арматуры гладкого профиля.

Диаметр двадцать пользуется спросом как у крупных оптовиков, так и у мелких. Если первые предпочитают знать, во сколько обойдется тонна изделий, то для вторых более актуальна цена за метр. Поэтому сотрудники многих торговых точек готовы озвучить вам несколько вариантов стоимости.

Обучение с подкреплением: уравнение Беллмана и оптимальность (Часть 2) | by Ayush Singh

#OptimizingRL

Эта история является продолжением предыдущей статьи Reinforcement Learning: Markov-Decision Process (Part 1) , где мы говорили о том, как определять MDP для данной среды. рассказал об уравнении Беллмана, а также о том, как найти функцию значения и функцию политики для состояния. В этом рассказе мы пойдем на шаг глубже и узнаем о уравнении ожидания Беллмана , о том, как мы находим оптимальное значение и функцию оптимальной политики для данного состояния, а затем определим оптимальность Беллмана Уравнение .

Паркур Google с использованием обучения с подкреплением

Давайте кратко рассмотрим эту историю:

• Уравнение ожидания Беллмана
• Оптимальная политика
• Уравнение оптимальности Беллмана для функции значения состояния
• Уравнение оптимальности Беллмана для функции значения состояния и действия

Итак, как всегда, возьмите кофе и не останавливайтесь, пока не почувствуете гордость.

Начнем с, Что такое уравнение ожидания Беллмана?

Уравнение ожидания Беллмана

Быстрый обзор Уравнения Беллмана , о котором мы говорили в предыдущей статье:

Уравнение Беллмана для функции значения (функция состояния-значения)

Из приведенного выше уравнения мы видим, что значение состояния может быть разложено на на немедленное вознаграждение ( R [t + 1] ) плюс на значение состояния преемника ( v [S (t + 1)] ) с коэффициентом дисконтирования ( 𝛾 ).Это все еще означает уравнение ожидания Беллмана. Но теперь мы находим значение конкретного состояния , подвергнутого некоторой политике ( π ). В этом разница между уравнением Беллмана и уравнением ожидания Беллмана.

Математически мы можем определить уравнение ожидания Беллмана как:

Уравнение ожидания Беллмана для функции ценности (функция состояния-значения)

Назовем это уравнением 1. Приведенное выше уравнение говорит нам, что значение конкретного состояния определяется немедленным вознаграждением плюс значение преемника констатирует, когда мы следуем определенной политике ( π ) .

Точно так же мы можем выразить нашу функцию значения состояния-действия (Q-функцию) следующим образом:

Уравнение ожидания Беллмана для функции значения состояния-действия (Q-функция)

Назовем это уравнение 2. Из приведенного выше уравнения мы можно увидеть, что значение состояния-действия состояния можно разложить на немедленного вознаграждения , которое мы получаем при выполнении определенного действия в состоянии ( с ) и переходе в другое состояние ( с ‘) плюс дисконтированное значение значение состояние-действие состояния ( s ‘) по отношению к некоторому действию ( a ), которое наш агент предпримет из этого состояния в дальнейшем.

Углубляясь в уравнение ожидания Беллмана:

Во-первых, давайте разберемся с уравнением ожидания Беллмана для функции состояния-значения с помощью диаграммы резервного копирования: Диаграмма резервного копирования

для функции значения состояния

Эта диаграмма резервного копирования описывает значение нахождения в определенном состоянии. Из состояния s есть некоторая вероятность того, что мы предпримем оба действия. Для каждого действия существует Q-значение (функция значения состояния-действия). Мы усредняем Q-значения, которые говорят нам, насколько хорошо быть в определенном состоянии.По сути, оно определяет V π (с). [См. Уравнение 1]

Математически мы можем определить его следующим образом:

Значение состояния в состоянии

Это уравнение также говорит нам о связи между функцией состояния-значения и состоянием -Функция значения действия.

Теперь давайте посмотрим на диаграмму резервного копирования для функции «Состояние-действие»:

Диаграмма резервного копирования для функции «Состояние-действие»

На этой диаграмме говорится, что, предположим, мы начинаем с выполнения некоторого действия (а). Итак, из-за действия (а) агент может быть переведен в любое из этих состояний окружающей средой.Поэтому мы задаем вопрос: , насколько хорошо предпринимать действия (а)?

Мы снова усредняем значения состояний обоих состояний, добавляя немедленное вознаграждение, которое говорит нам, насколько хорошо предпринять конкретное действие (a). Это определяет наше q π (s, a).

Математически это можно определить следующим образом:

Уравнение, определяющее, насколько хорошо предпринять конкретное действие a в состоянии s

, где P — вероятность перехода.

Теперь давайте объединим эти схемы резервного копирования вместе, чтобы определить функцию состояния-значения, V π (s) :

Схема резервного копирования для функции значения состояния

Из приведенной выше диаграммы, если наш агент находится в каком-то состоянии (-ях) и из этого состояния предположим, что наш агент может совершить два действия, из-за которых среда может перевести нашего агента в любое из состояний .Обратите внимание, что вероятность действия, которое наш агент может предпринять из состояния s , взвешивается нашей политикой, и после выполнения этого действия вероятность того, что мы приземлимся в любом из состояний ( s ’), взвешивается окружающей средой.

Теперь наш вопрос: насколько хорошо быть в состоянии (ах) после выполнения некоторых действий и перехода в другое состояние (а) и после этого следовать нашей политике ( π )?

Это похоже на то, что мы делали раньше, мы собираемся усреднить значение последовательных состояний ( s ’) с некоторой вероятностью перехода (P), взвешенной с нашей политикой.

Математически мы можем определить это следующим образом:

Функция состояния-значения для состояния S на схеме резервного копирования

Теперь давайте сделаем то же самое для функции значения состояния-действия, q π (s, a) :

Резервное копирование Диаграмма для функции значения состояния-действия

Это очень похоже на то, что мы сделали в Функция значения-состояния , и просто обратное, поэтому эта диаграмма в основном говорит о том, что наш агент предпринимает какое-то действие ( a ), из-за которого может приземлиться среда. в любом из состояний ( s ), то из этого состояния мы можем выбрать любые действия ( a ‘), взвешенные с вероятностью нашей политики ( π ).Опять же, мы усредняем их вместе, и это показывает нам, насколько хорошо предпринимать определенные действия, следуя определенной политике ( π ) на всем протяжении.

Математически это может быть выражено как:

Функция значения состояния-действия из резервной диаграммы

Итак, вот как мы можем сформулировать уравнение ожидания Беллмана для данного MDP, чтобы найти его функцию значения состояния и функцию значения состояния-действия. Но это не говорит нам о том, как лучше себя вести в MDP .Для этого давайте поговорим о том, что подразумевается под Optimal Value и Optimal Policy Function .

Функция оптимального значения

Определение функции оптимального значения состояния

В среде MDP существует множество различных функций значений в соответствии с различными политиками. Оптимальная функция значения — это функция, которая дает максимальное значение по сравнению со всеми другими функциями значения . Когда мы говорим, что решаем MDP, это на самом деле означает, что мы находим функцию оптимального значения.

Итак, математически оптимальная функция состояния-значения может быть выражена как:

Оптимальная функция-значение состояния

В приведенной выше формуле v ∗ (s) сообщает нам, какое максимальное вознаграждение мы можем получить от системы.

Определение функции значения оптимального состояния и действия (Q-функция)

Точно так же Функция значения оптимального состояния и действия сообщает нам максимальное вознаграждение, которое мы получим, если находимся в состоянии s и предпринимаем действия оттуда дальше.

Математически это может быть определено как:

Функция оптимального значения состояния-действия

Функция оптимального значения состояния : Это функция максимального значения для всех политик.

Функция оптимального значения состояния и действия : Это функция максимального значения действия по всем политикам.

Теперь давайте посмотрим, что подразумевается под оптимальной политикой?

Оптимальная политика

Прежде чем мы определим оптимальную политику, дайте знать , что означает одна политика лучше, чем другая?

Мы знаем, что для любого MDP существует политика ( π), на лучше, чем любая другая политика ( π ’). Но как?

Мы говорим, что одна политика ( π) лучше, чем другая политика ( π ‘), если функция ценности с политикой π для всех состояний больше, чем функция ценности с политикой π’ для всех штатов.Интуитивно это можно выразить как:

Теперь давайте определим Оптимальная политика:

Оптимальная политика — это политика, которая приводит к функции оптимального значения.

Обратите внимание, что в MDP может быть более одной оптимальной политики. Но, все оптимальные политики достигают той же функции оптимального значения и оптимальной функции состояния-действия (Q-функция) .

Теперь возникает вопрос, как найти оптимальную политику.

Поиск оптимальной политики:

Мы находим оптимальную политику, максимизируя более q * (s, a), то есть нашу функцию оптимального состояния-действия. Мы решаем q * (s, a) а затем мы выбираем действие, которое дает нам наиболее оптимальную функцию ценности состояния-действия (q * (s, a)).

Вышеупомянутое утверждение может быть выражено как:

Finding Optimal Policy

Это означает, что для состояния s мы выбираем действие a с вероятностью 1, если оно дает нам максимум q * (s, a).Итак, если мы знаем q * (s, a), мы можем получить из него оптимальную политику.

Давайте разберемся с этим на примере:

Пример оптимальной политики

В этом примере красные дуги — это оптимальная политика , что означает, что если наш агент пойдет по этому пути, он принесет максимальное вознаграждение от этого MDP. Кроме того, видя значения q * для каждого состояния, мы можем сказать, какие действия будет выполнять наш агент, которые принесут максимальное вознаграждение. Таким образом, оптимальная политика всегда выполняет действие с более высоким значением q * (функция значения состояния-действия).Например, в состоянии со значением 8 существует q * со значениями 0 и 8. Наш агент выбирает тот, у которого значение больше q * , т.е. 8.

Теперь возникает вопрос: Как мы их находим. q * (s, a) значения?

Здесь вступает в игру уравнение оптимальности Беллмана.

Уравнение оптимальности Беллмана

Функция оптимального значения рекурсивно связана с уравнением оптимальности Беллмана.

Уравнение оптимальности Беллмана такое же, как уравнение ожидания Беллмана, но с той лишь разницей, что вместо усреднения действий, которые может предпринять наш агент, мы выполняем действие с максимальным значением.

Давайте разберемся с этим с помощью диаграммы резервного копирования:

Диаграмма резервного копирования для функции состояния-значения

Предположим, наш агент находится в состоянии S и из этого состояния он может выполнить два действия (а). Итак, мы смотрим на значения действия для каждого из действий, и в отличие от , уравнение ожидания Беллмана, вместо взятия среднего значения , наш агент выполняет действие с большим q * значением . Это дает нам значение нахождения в состоянии S.

Математически это может быть выражено как:

Уравнение оптимальности Беллмана для функции значения состояния

Аналогичным образом давайте определим уравнение оптимальности Беллмана для функции значения состояние-действие (Q-функция ) .

Давайте посмотрим на схему резервного копирования для функции значения состояния-действия (Q-функция):

Схема резервного копирования для функции значения состояния-действия

Предположим, наш агент выполнил действие a в некотором состоянии s. Теперь дело в окружающей среде, которая может привести нас к любому из этих состояний ( s ‘). Мы по-прежнему берем среднее значение для обоих состояний, но единственная разница в заключается в уравнении оптимальности Беллмана, мы знаем оптимальных значений каждого из состояний. В отличие от уравнения ожидания Беллмана, мы просто знали значения состояний .

Математически это может быть выражено как:

Оптимальное уравнение Беллмана для функции значения состояния и действия

Давайте снова сшиваем эти резервные диаграммы для функции значения состояния:

Схема резервного копирования для функции значения состояния

Предположим, наш агент находится в состоянии s и из этого состояния было предпринято какое-то действие (а), где вероятность выполнения этого действия составляет , взвешенная по политике . И из-за действия (а) агент может попасть в любое из состояний ( s ’), где вероятность взвешивается средой. Чтобы найти значение состояния S, мы просто усредняем Оптимальные значения состояний (s ’) . Это дает нам значение нахождения в состоянии S.

Математически это может быть выражено как:

Уравнение оптимальности Беллмана для функции состояния-значения из резервной диаграммы

Максимум в уравнении состоит в том, что мы максимизируем действия, которые может выполнять агент. возьмите верхние дуги. Это уравнение также показывает, как мы можем связать функцию V * с самой собой.

Теперь давайте посмотрим на уравнение оптимальности Беллмана для функции значения состояния-действия, q * (s, a):

Резервная диаграмма для функции значения состояния-действия

Предположим, наш агент находился в состоянии с и потребовалось некоторое время. действие ( a ).Из-за этого действия среда может направить нашего агента в любое из состояний ( s ’), и из этих состояний мы перейдем к , максимизируем , действие, которое предпримет наш агент, то есть выбор действия с максимальным q * значением . Мы поддерживаем это до самого верха, и это говорит нам о ценности действия a.

.

Обучение с подкреплением 101. Изучите основы подкрепления… | Швета Бхатт

Обучение с подкреплением (RL) — одна из самых актуальных тем исследований в области современного искусственного интеллекта, и ее популярность только растет. Давайте рассмотрим 5 полезных вещей, которые нужно знать, чтобы начать работу с RL.

Обучение с подкреплением (RL) — это метод машинного обучения, который позволяет агенту учиться в интерактивной среде методом проб и ошибок, используя обратную связь по своим действиям и опыту.

Хотя как контролируемое обучение, так и обучение с подкреплением используют сопоставление между вводом и выводом, в отличие от контролируемого обучения, где обратная связь, предоставляемая агенту, представляет собой правильный набор действий для выполнения задачи, обучение с подкреплением использует вознаграждений и наказаний в качестве сигналов для положительного и отрицательное поведение.

По сравнению с обучением без учителя, обучение с подкреплением отличается с точки зрения целей. В то время как цель обучения без учителя состоит в том, чтобы найти сходства и различия между точками данных, в случае обучения с подкреплением цель состоит в том, чтобы найти подходящую модель действий, которая максимизирует общего совокупного вознаграждения агента.На рисунке ниже показан цикл обратной связи «действие-вознаграждение» типовой модели RL.

Некоторые ключевые термины, которые описывают основные элементы проблемы RL:

1. Среда — Физический мир, в котором работает агент
2. Состояние — Текущая ситуация агента
3. Вознаграждение — Обратная связь от среда
4. Политика — Метод сопоставления состояния агента с действиями
5. Значение — Будущее вознаграждение, которое агент получит, выполняя действие в определенном состоянии

Проблема RL может быть лучше всего объяснена с помощью игр.Давайте возьмем игру PacMan , где цель агента (PacMan) состоит в том, чтобы съесть еду в сетке, избегая при этом призраков на своем пути. В этом случае сеточный мир — это интерактивная среда для агента, в которой он действует. Агент получает награду за поедание еды и наказание, если его убивает призрак (проигрывает в игре). Состояния — это местоположение агента в мире сетки, а общая совокупная награда — это агент, выигравший игру.

Чтобы построить оптимальную политику, агент сталкивается с дилеммой: исследовать новые состояния и одновременно максимизировать общую награду.Это называется компромиссом между и эксплуатацией . Чтобы уравновесить и то и другое, лучшая общая стратегия может включать в себя краткосрочные жертвы. Следовательно, агент должен собрать достаточно информации, чтобы принять наилучшее общее решение в будущем.

Марковские процессы принятия решений (MDP) — это математические основы для описания среды в RL, и почти все задачи RL могут быть сформулированы с использованием MDP. MDP состоит из набора конечных состояний S среды, набора возможных действий A (s) в каждом состоянии, действительной функции вознаграждения R (s) и модели перехода P (s ’, s | a).Однако в реальных условиях окружающей среды, скорее всего, не хватает каких-либо предварительных знаний о динамике окружающей среды. В таких случаях пригодятся безмодельные методы RL.

Q-Learning — это широко используемый подход без модели, который можно использовать для создания самовоспроизводящегося агента PacMan. Он вращается вокруг понятия обновления значений Q, которое обозначает значение выполнения действия a в состоянии s . Следующее правило обновления значения является ядром алгоритма Q-обучения.

Вот видео-демонстрация агента PacMan, который использует глубокое обучение с подкреплением.

Q-Learning и SARSA (State-Action-Reward-State-Action) — два широко используемых алгоритма RL без моделей. Они различаются своими стратегиями разведки, в то время как их стратегии эксплуатации схожи. В то время как Q-обучение — это метод вне политики, в котором агент изучает значение на основе действия a *, полученного из другой политики, SARSA — это метод на основе политики, при котором он изучает значение на основе своего текущего действия a , полученного из его текущая политика.Эти два метода просты в реализации, но им не хватает универсальности, поскольку они не позволяют оценивать значения для невидимых состояний.

Это можно преодолеть с помощью более совершенных алгоритмов, таких как Deep Q-Networks (DQNs) , которые используют нейронные сети для оценки Q-значений. Но DQN могут обрабатывать только дискретные низкоразмерные пространства действий.

Глубокий детерминированный градиент политики (DDPG) — это не связанный с политикой алгоритм, не связанный с политикой, алгоритм критика субъектов, который решает эту проблему путем изучения политик в многомерных пространствах непрерывных действий.На рисунке ниже представлена ​​архитектура «актер-критик» .

Так как RL требует большого количества данных, поэтому он наиболее применим в областях, где смоделированные данные легко доступны, например, игровой процесс, робототехника.

1. RL довольно широко используется при создании ИИ для компьютерных игр. AlphaGo Zero — первая компьютерная программа, победившая чемпиона мира в древней китайской игре го. Другие включают игры ATARI, Backgammon и т. Д.
2. В робототехнике и промышленной автоматизации RL используется, чтобы позволить роботу создать для себя эффективную адаптивную систему управления, которая учится на собственном опыте и поведении.Работа DeepMind над Deep Reinforcement Learning for Robotic Manipulation with Asynchronous Policy updates является хорошим примером того же. Посмотрите это интересное демонстрационное видео.

Другие приложения RL включают механизмы резюмирования абстрактного текста, диалоговые агенты (текст, речь), которые могут учиться на взаимодействиях с пользователем и улучшаться со временем, изучая оптимальные стратегии лечения в здравоохранении, и основанные на RL агенты для онлайн-торговли акциями.

Для понимания основных концепций RL можно обратиться к следующим ресурсам.

1. Обучение с подкреплением — Введение , книга отца обучения с подкреплением — Ричарда Саттона и его научного руководителя Эндрю Барто . Онлайн-черновик книги доступен здесь.
2. Учебные материалы из Дэвид Сильвер , включая видеолекции, — отличный вводный курс по RL.
3. Вот еще одно техническое руководство по RL от Pieter Abbeel и John Schulman (Open AI / Berkeley AI Research Lab).

Для начала создания и тестирования агентов RL могут быть полезны следующие ресурсы.

1. Этот блог о том, как обучить агент нейронной сети ATARI Pong с градиентами политики из необработанных пикселей, автор Андрей Карпати поможет вам запустить и запустить свой первый агент глубокого обучения с подкреплением всего за 130 строк кода Python.
2. DeepMind Lab — это платформа с открытым исходным кодом, похожая на трехмерную игру, созданную для агентных исследований искусственного интеллекта в богатой моделируемой среде.
3. Project Malmo — еще одна платформа для экспериментов с ИИ для поддержки фундаментальных исследований в области ИИ.
4. OpenAI gym — это набор инструментов для создания и сравнения алгоритмов обучения с подкреплением.

.

Сколько весит планета Земля?

Правильнее было бы спросить: «Какова масса планеты Земля?» ¹ Быстрый ответ на это примерно 6 000 000, 000 000 000 000 000 000 (6 x 10 ²⁴ ) килограммов.

Интересный подвопрос: «Как кто-то это понял?» Это не значит, что планета каждое утро встает на весы перед тем, как принять душ. Измерение веса планеты происходит из гравитационного притяжения , которое Земля имеет для объектов, находящихся рядом с ней.

Объявление

Оказывается, любые две массы имеют гравитационное притяжение друг к другу. Если вы поместите два шара для боулинга рядом друг с другом, они будут притягиваться друг к другу гравитационно. Притяжение очень мало, но если ваши инструменты достаточно чувствительны, вы можете измерить гравитационное притяжение, которое два шара для боулинга оказывают друг на друга. По этому измерению вы можете определить массу двух объектов.То же самое верно и для двух мячей для гольфа, но притяжение еще слабее, потому что сила гравитации зависит от массы объектов.

Ньютон показал, что для сферических объектов можно сделать упрощающее предположение, что вся масса объекта сосредоточена в центре сферы. Следующее уравнение выражает гравитационное притяжение двух сферических объектов друг к другу:

F = G (M1 * M2 / R ² )

• F — сила притяжения между ними.
• G — константа, равная 6,67259 x 10 ^-11 м ³ / кг с ² .
• M1 и M2 — две массы, которые притягивают друг друга.
• R — расстояние, разделяющее два объекта.

Предположим, что Земля является одной из масс (M1), а сфера весом 1 кг — другой (M2). Сила между ними составляет 9,8 кг * м / с ² — мы можем вычислить эту силу, уронив сферу весом 1 кг и измерив ускорение, которое гравитационное поле Земли прилагает к ней (9.8 м / с ² ).

Радиус Земли составляет 6 400 000 метров (6 999 125 ярдов). Если вы подставите все эти значения и решите для M1, вы обнаружите, что масса Земли составляет 6 000 000 000, 000 000 000 000 000 кг (6 x 10 ²⁴ килограмма, или 1,3 x 10 ²⁵ фунта).

¹ «правильнее» спросить о массе, а не о весе, потому что вес — это сила, для определения которой требуется гравитационное поле.Вы можете взять шар для боулинга и взвесить его на Земле и на Луне. Вес на Луне будет в шесть раз меньше, чем на Земле, но масса одинакова в обоих местах. Чтобы весил единиц Земли, нам нужно знать, в гравитационном поле какого объекта мы хотим вычислить вес. С другой стороны, масса Земли является постоянной.

.

Весы и весы | Как работают весы

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 5 декабря 2019 г.

Сколько раз вы взвешиваете что-либо в течение дня? Если вы на диете, шансы Вы каждое утро встаете на весы, чтобы проверить свой прогресс. Если вы завтракаете, вы можете взвесить, что есть, заполнив миска с хлопьями. Если вы отправляете письмо или посылку, вы вероятно, отнесите его в почтовое отделение, чтобы взвесить.Когда вы покупаете вещи из продуктового магазина, цена, которую вы платите за большинство товаров, будет исходя из их веса. В некоторых странах даже деньги в вашем карман основан на системе веса. (Британские и ирландские фунты, за Например, изначально весила ровно один фунт). мир движется за счет веса, точные путей из весом очень важны. Но что такое вес и как его измерить на практике? Рассмотрим подробнее!

Фото: Самый простой способ взвешивания: старинный набор латунных гирь и весы для измерения букв перед их отправкой.Весы работают как качели, раскачиваясь из стороны в сторону, пока вес на левой чаше весов не сравняется с весом правой чаши. Вы кладете письмо на одну сковороду и кладете грузы на другую, пока игла в середине точно не уравновесится (указывает прямо вниз). Эти весы выставлены в историческом здании Saltram House Национального фонда в Девоне, Англия.

Масса и масса

Прежде чем мы продолжим, давайте проясним разницу между весом и массой. В большинстве случаев, когда мы говорим о весе, мы на самом деле имеем в виду масса.Килограммы, фунты, камни, унции и граммы — все единицы измерения масса, а не вес. Так в чем разница?

Artwork: Масса (синяя) — это то, из какого количества «материала» вы сделаны. Вес (красный) — это сила, действующая на вашу массу.

• Масса — это количество вещества, из которого что-то сделано. Большие вещи вообще более массивные, чем маленькие. Если у вас есть кусок железа или медь и отнесите ее в разные места на Земле (или даже в Moon), чтобы измерить его массу, вы всегда получите один и тот же результат.
• Вес — это показатель того, насколько сила тяжести действует на данное количество массы. Сила тяжести немного варьируется по всей Земле. Итак, хотя ваш кусок железа имеет одинаковую массу, его вес варьируется: он может весить немного больше в Бангладеш, чем в Тибете. А что на Луне? Гравитация примерно в шесть раз меньше силы на Луна, как она есть на Земле. Так что вещи весят только одну шестую на Луне, как и на Земле, хотя их масса в точности равна то же самое в обоих местах.Почему на Земле все тяжелее? По сути, потому что Земля намного массивнее Луны. Он притягивает предметы с большей силой — и это придает им больший вес.

Если вы используете метрические единицы (и единицы СИ), вы измеряете массу в килограммах (кг), а вес в ньютонов (Н) и преобразуйте массу в вес, умножив на примерно 10 (потому что сила гравитации на Земле примерно 10 ньютонов / кг). В большинстве случаев можно ссылаться на вес. в единицах массы (например, килограммах или фунтах), потому что любая масса на Земле преобразуется в вес почти таким же образом.Ты никогда не слышишь люди говорят что-то вроде «Я вешу 700 ньютонов» даже хотя — с научной точки зрения — они действительно должны!

Сколько бы вы весили на Марсе?

На веб-сайте Exploratorium есть аккуратная маленькая страница, на которой вы можете вычислить ваш вес на других мирах. Это работает, принимая ваш вес на Земле и регулируя его в соответствии с силой тяжести на каждой планете (или звезде), которую мы можем вычислить, исходя из массы планеты и ее размера (ее радиуса). Как и следовало ожидать, более массивная планета, такая как Юпитер, привлечет вас гораздо сильнее, чем Земля, просто потому, что на ваше тело есть больше «вещей».Но это не так просто, потому что вы должны помнить, что Юпитер также является большей планетой, чем Земля (у нее больший радиус). Это приведет к тому, что он будет меньше привлекать вас, потому что, если вы стоите на поверхности Юпитера, между вашим телом и центром планеты будет большее расстояние: вы дальше, поэтому гравитация Юпитера меньше вас притягивает. Принимая во внимание эти два противоположных фактора, мы получаем силу гравитации на поверхности. каждой планеты (или звезды). Вот несколько, с которых можно начать!

Планета	Масса	Масса (относительно Земли)
Земля	70 кг	1
Луна	11.6 кг	~ 1/6
Марс	26,3 кг	~ 1/4
Юпитер	165 кг	~ 2,4
Вс	~ 2 тонны	~ 27

Как можно измерить вес?

Вы можете определить вес чего-либо с помощью весов.

Старомодные весы (иногда называемые весами ) буквально включают балансировку двух весов с известными весами на одной чаше и предмета, который вы хотите взвесить, на другой. В немного другом виде весов, называемых безменом , вы подвешиваете кастрюлю к одному концу металлической руки и перемещаете груз вдоль другого конца, как на качелях, пока не найдете точка баланса. Steelyards были изобретены во времена Римской империи, но используются до сих пор.Врачи и медсестры до сих пор используют их для небольшого веса. младенцы.

Фото: Способы взвешивания: использование безаря для измерения веса букв. Вы кладете буквы на чашу, перемещаете скользящую гирю до горизонтального положения руки, а затем считываете вес со шкалы. Фото Тиффини М. Джонс любезно предоставлено ВМС США.

Многие повара используют пружинные весы и вместо весов и противовесов. Вы кладете взвешиваемый предмет на верхнюю часть движущейся платформы, и она толкает вниз, растягивая или сжимая пружину внутри и поворачивая указатель вокруг платформы. циферблат (вы можете увидеть, как именно он работает, в поле внизу).

Еще удобнее пружинных весов электронные весы , которые мгновенно давать вес в цифровом виде. Весы люди используют для взвешивать себя часто так работают. Вы стоите на платформе и ваш вес, давя вниз, сжимает датчик давления, называемый пьезоэлектрический преобразователь. Это своего рода кристалл, который делает электрический ток, когда вы его сжимаете: чем сильнее вы нажимаете, тем больше ток он делает. Значит, чем ты тяжелее, тем больше тока течет в преобразователь.Электронная схема, подключенная к преобразователю измеряет ток и преобразует его в измерение «веса» (фактически, в измерение массы) в килограммы, фунты, стоун или любые другие единицы по вашему выбору.

Фото: Больше способов взвешивания: электронные весы, подобные этим, точно измеряют с помощью пьезоэлектрического датчика и отображают результат на цифровом дисплее. Как видите, это яблоко весит 73,5 грамма. Нажатие одной из кнопок мгновенно преобразует это измерение в унции.

Крупные вещи (например, грузовики), очевидно, слишком велики, чтобы их можно было взвесить на обычных весах. или весы, но все же важно их взвесить, чтобы проверить, например, что они не слишком тяжелые, чтобы брать с собой самолет или корабли. Грузовики взвешиваются, проезжая их по металлическим дорогам, называемым Мостовые весы , которые поддерживаются гидроцилиндрами. В чем тяжелее грузовик, тем больше усилие на гидроцилиндры и тем жестче они должны подталкиваться вверх, чтобы точно сбалансировать вес грузовика.Вы может рассчитать вес грузовика по гидравлическому давлению бараны. Если вам известна снаряженная масса грузовика (снаряженная масса или собственная масса), которая часто рисуют сбоку автомобиля, можно легко вычислить вес его груза вычитанием.

Как работают весы

Весы измеряют, сколько что-то весит — и они делают это путем измерения силы между объект, который вы взвешиваете, и планету Земля. Хотя весы измеряют силу, они дают вам измерения , масса в килограммах, граммах, фунтах и ​​т. д.Это может немного сбивать с толку, но приемлемо потому что (как объяснено выше) вес и масса связаны простым способом и в повседневной жизни часто используются как взаимозаменяемые.

Предположим, у вас есть такие простые кухонные весы. Если вы навязчиво любопытны (как я) и снимете указатель и циферблат (не разбив их вдребезги и не сломав весы в процессе), вы увидите механизм, скрывающийся внутри. Когда вы загружаете кастрюлю (или нажимаете на нее рукой), скрытая платформа внутри весов скользит вниз, растягивая при этом мощную пружину.Чем тяжелее объект, тем больше сила тяжести тянет его вниз и тем сильнее растягивает пружину. Пока все хорошо, но как превратить растяжение пружины в числовое измерение?

Движущаяся платформа спереди на самом деле представляет собой реечную шестерню. Платформа — это стойка, а стрелка шкалы — шестерня. Когда платформа (рейка) движется вниз, шестерня (маленькая шестерня, к которой прикреплен указатель) вращается. Вы можете увидеть это на фото слева внизу.На фото справа внизу, в самом конце весов, вы можете увидеть толстую мощную пружину, которая тянется при спуске платформы. Механизм идеально линейный: если на весы положить вдвое больший вес, пружина растянется вдвое, рейка сдвинется вдвое, а шестерня и стрелка повернутся вокруг циферблата вдвое больше.

Разве фунты силы не измеряются в фунтах? — это не масса?

Время от времени я получаю электронные письма от людей (обычно из США), которые читают эту статью. и ворчать, что я определил фунты как меру массы; для них фунты являются мерой силы.Официально это неправильно: ведущие организации, которым поручено вести измерения стандарты определяют фунты как единицы измерения массы: Национальный институт стандартов и технологий США (ранее Национальное бюро стандартов США) определило фунт как меру массы (1 фунт = 0,453 кг) за более чем полвека и нынешний В Справочнике (44-2013) указаны унции, фунты и камни как единицы измерения масса, как и Национальная физическая лаборатория Великобритании. Все весы, которые я сфотографировал для этой статьи, имеют весы с пометками в килограммах и граммах (с одной стороны) и в камнях, фунтах и ​​унциях (с другой), что показывает эквивалентность между ними: все это единицы массы .

Фото: Эти традиционные весы стоят на железнодорожной станции в Бате, Англия. Они могут весить предметы до 192 кг (24 камня) — этого достаточно, чтобы вмещать около двух средних взрослых людей. Как и у большинства весов, у них есть два циферблата, которые могут отображать измерения в метрических единицах (например, килограммах) или имперских единицах (фунты и камни).

Это правда, что в старых имперских измерениях фунт можно было использовать для измерения силы и некоторые люди иногда проводят различие, используя термины «фунт (масса)» (фунт-м / фунт) или «авуардупуа-фунт» и «фунт-сила» (фунт-сила / фунт-сила).Инженеры, в частности, любят говорить о фунтах как о единицах силы. Однако, если вы ученый, лучше не входить в эту игру; фунт — очень запутанная единица с излишне сбивающий с толку исторический багаж и, как и все имперские единицы, лучше избегать современная наука. Придерживайтесь метрических единиц СИ (килограммы для массы и Ньютоны для силы), и все будет иметь гораздо больший смысл.

Чтобы узнать больше, я рекомендую вам прочитать статьи Википедии о фунтах (масса) и фунтах (сила).Заметка Как сильно сбивает с толку старомодная система фунта (силы), когда вы начинаете ее использовать.

Узнать больше

На этом сайте

На других сайтах

• Масса: полезный информационный бюллетень Национальной физической лаборатории Великобритании. [Архивировано через Wayback Machine]
• Какова история взвешивания ?: Краткий исторический обзор Национального Физического Лаборатория. [Архивировано через Wayback Machine]

Книги

Для младших читателей

• Ричард Хаммонд «Можете ли вы почувствовать силу».Дорлинг Киндерсли, 2006/2015. Свежий, болтливый, веселый взгляд на то, как силы движут нашим миром. (Я работал консультантом над этой книгой.) Возраст 9–12 лет.
• Как мы измеряем: вес Криса Вудфорда. Гарет Стивенс, 2013 / Blackbirch, 2005. Еще одна моя книга. Это простое введение в измерение веса как пример повседневной математики. Возраст 7–9.
• Сила и движение Питера Лафферти. Дорлинг Киндерсли, 2000. Простое введение в науку о силе. Возраст 9–12 лет.

Для читателей постарше

• Энциклопедия исторической метрологии, весов и мер Яна Гилленбока.Springer, 2018. Подробный трехтомный справочник по истории измерений.
• Мир в равновесии: исторические поиски абсолютной системы измерения Роберт П. Криз. W. W. Norton & Company, 2011. История взвешивания и измерения.
• Словарь весов, мер и единиц Дональд Фенна. Oxford, 2002. Исчерпывающая ссылка от A до Z на историю, определение и использование метрических и британских единиц.

Статьи

• Килограмм мертв.Да здравствует килограмм! пользователя XiaoZhi Lim. The New York Times, 6 ноября 2018 г. Ученые заново определяют килограмм, используя постоянную Планка, и отбрасывают куски металла, которые раньше служили стандартными килограммами масс (известные как Килограммы международного прототипа).
• Отсутствующие микрограммы устанавливают стандарт на грани, Сара Лайалл. The New York Times, 12 февраля 2011 года. Что происходит, когда официальный мировой килограмм теряет вес?
• Получение меры килограмма Джонатан Филдс, BBC News, 9 ноября 2007 г.Увлекательная статья о том, как трудно поддерживать мировой стандарт килограмма, комок по прозвищу «Le Grand K.» Есть ли лучшие способы определения килограмма?
• Единица массы в системе СИ Ричарда Дэвиса. Институт физики, метрология, 27 ноября 2003 г., том 40, номер 6. История килограмма и то, как мы определяем его в системе СИ. [Требуется подписка.]

Деятельность

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2009, 2019. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Поделиться страницей

Сохраните эту страницу на будущее или поделитесь ею, добавив в закладки:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис.(2009/2018) Веса и весы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/weights_and_balances.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

.