Что мы измеряем на весах?

Сходил в магазин, купил полкило колбасы. Продукт, может, и вредный, но вкусный. Особенно если соорудить бутербродик, сверху кружок помидора и сыр. М-м-м... А на сытый желудок почему бы не пофилософствовать?

Колбаса (обобщенная, в представлении автора)
Колбаса (обобщенная, в представлении автора)

Итак, половина килограмма. А почему, собственно, килограмма? Ведь из школьного курса вспоминается, сила измеряется в ньютонах. То есть, F = mg, и, с учетом того, что g = 9.8 м/с², вес колбасы получается 4.9 Н. Неплохо, но какой в этом практический смысл?

Действительно, полкило колбасы - оно полкило и есть. Из него можно сделать дюжину бутербродов, хоть на экваторе, хоть в горах, хоть на полюсе. То есть - вещь совершенно инвариантная относительно перемещений в пространстве. А вот о весе такого сказать нельзя. Мало того, что он меняется с высотой, поскольку в знаменатель выражения для g входит квадрат расстояния между центрами масс, так ещё и от координат зависит, потому что Земля всё-таки не идеальный шар.

Так что же мы взвешиваем? Ответ довольно прост: если весы зафиксированы в какой-то точке пространства, то мы взвешиваем отношение веса колбасы к весу эталона килограмма, который хранится где-то в Париже в Международном бюро мер и весов. Это отношение уже не зависит от местоположения весов. Больше того, поскольку вес в данной точке пространства (как и в любой другой, но, возможно, с другим коэффициентом) пропорционален массе, то фактически мы получаем отношение масс: колбасы и эталона килограмма.

Эталон килограмма (тоже в представлении автора, кто меня в Бюро-то пустит...)
Эталон килограмма (тоже в представлении автора, кто меня в Бюро-то пустит...)

Таким образом, весы оказываются хитрым физическим прибором, включающим в себя не только средство измерения, но и незримо присутствующий эталон массы. То есть, для рычажных весов это проявляется явно, ибо они штатно комплектуются гирьками, а вот у пружинных или электронных это как-то остаётся за кадром.

Пружинные весы с эталоном килограмма за кулисами (ну не художник я, не художник)
Пружинные весы с эталоном килограмма за кулисами (ну не художник я, не художник)

Больше того, если бы мы проводили взвешивание в падающем лифте, где, как известно, возникает лёгкость необычайная, но недолгая, то равновесие рычажных весов не изменилось бы, чего не скажешь о прочих типах весов. То есть, по-хорошему, при сравнении эталон должен находиться в тех же условиях, что и взвешиваемое тело. Или наоборот.

Возникает ещё один интересный вопрос. Ну ладно, у нас, на Земле. Тут атмосфера достаточно разреженная, но и то - воздушные шарики улетают. А если бы мы жили где-нибудь в глубинах Юпитера? Или просто сошли с ума и задумали взвешивать колбасу в бассейне? Появляется сила Архимеда, которая стремится вытолкнуть всякий мусор на поверхность и, следовательно, уменьшает измеренный вес тела. И тут возникает проблема, ибо сила Архимеда пропорциональна объёму, занимаемому телом, то есть, при сравнении веса тела с весом эталона эту силу не получится сократить.

Остаётся лишь одно: признать, что измеряемая весами величина - это сумма веса тела в вакууме и прочих действующих на тело сил, а измеренная масса тела, выраженная в килограммах, показывает не совсем парижские килограммы.

Уф-ф, нагородил... Может, в колбасу чего подмешивают?