“增重”的泡沫

時筠淇

星期天，媽媽從超市買回一臺電子秤。因為怕電子秤硬硬的底座把木地板劃傷，她就在秤下面鋪了一塊泡沫墊子。我迫不及待地眺到秤上去稱體重，一看顯示的數字，嚇了我一跳：兩天前我剛剛做過體檢，我的體重是41公斤，現在一稱竟然有42公斤！要是照這個速度胖下去，我不就變成大皮球了嗎？

我嫌泡沫墊子不平，偷偷把電子秤放到地板上又稱了一次。奇怪，這次只有41公斤！難道是這塊泡沫墊增加了我的重量？

為了解答這個疑問，我做起了實驗。我分別把電子秤放到彈簧床墊和沙發墊上測試了一下，發現在彈簧床墊上稱的數值偏差最大。難道是因為泡沫的彈性使電子秤發生了偏差嗎？我記得跟媽媽去菜市場買菜的時候，看到很多菜販的電子秤都放在泡沫箱子上。我一直以為他們是為了方便顧客看秤，難道他們是為了欺騙顧客？為了搞明白這個問題，我又做了幾次試驗：

我請教了在大學讀物理系的哥哥，可他也說不好。后來，還是哥哥的老師揭曉了答案：秤不準的原因其實有很多，但如果不改變其內部結構，只是在它的底部墊上軟物就能改變測量結果，應該是由其歸零不統一和彈簧長度變化導致的。彈簧秤“增重”的原因有兩種：一是因為接觸面不同導致歸零不準。由于彈簧秤的支撐面在松軟平面上，秤體本身并沒有實質接觸硬面，此時歸零的零點與彈簧秤在硬面歸零的零點不同。當有重物壓在上面時，稱出的重量自然會有偏差；二是因為倔強系數的改變導致稱重偏差。在秤體下方加置松軟物體，某種意義上加大了彈簧的長度，而改變了“整體彈簧”的倔強系數。根據胡克定律，物體重量等于倔強系數乘以形變量，在物體重量不變的情況下，隨著倔強系數的變化，形變量隨之產生變化。而彈簧秤的指數直接反映形變量大小，即產生了稱重上的偏差。就物理學原理來講，泡沫箱的彈力并不會直接引起物體重量的改變。重量的偏差主要還是因為泡沫較軟，電子秤擺放不平引起的。

哈，我懂了，原來是這么一個道理呀！下次去菜市場，我一定提醒媽媽看看那電子秤有沒有放平穩。

（指導老師 金衛國）