Für ein Projekt muss ich Gegenstände basierend auf ihrer Masse in Echtzeit trennen. Ich erforsche gerne das Messen des Gewichts eines Objekts (runde Metallkugel), indem ich (mehrere) Fotos während des freien Falls mache und die Masse aus den Bildern berechne. Auch wenn ich die echte Masse nicht finden kann, möchte ich eine gute Schätzung des Massendeltas unter vielen Proben in Echtzeit erhalten.
Die grundlegende Logik ist, dass ich Geschwindigkeit und Beschleunigung aus Bildern mit guter Genauigkeit messen kann. Und verwenden Sie diese Daten, um die ungefähre Masse zu berechnen. Die Dichte des Objekts wird weder streng kontrolliert noch das Volumen.
Ist diese Vorgehensweise sinnvoll?
Dieser Ansatz wird nicht funktionieren. Nehmen wir an, wir führen das Experiment vorerst im Vakuum durch. Wie Sie sagen, besteht die grundlegende Logik darin, dass Sie Geschwindigkeit und Beschleunigung aus Bildern mit guter Genauigkeit messen können. Das Problem ist, dass jede Metallkugel unabhängig von ihrer Masse oder ihrem Gewicht genau die gleiche Geschwindigkeit und Beschleunigung hat und Sie daher keine Gewichte auf diese Weise messen können. Um zu sehen, dass die Beschleunigung gleich ist:
Wenn wir das Experiment in Luft durchführen, sollten Sie die Auswirkungen des Luftwiderstands sowie des Auftriebs berücksichtigen, wie in den Kommentaren erwähnt. Intuitiv würden wir jedoch erwarten, dass die Wirkung des Luftwiderstands gering ist, und auch bei Freifällen von kurzer Dauer (ich nehme an, Sie können die Bewegung nicht zu lange mit der Kamera festhalten) wird die Metallkugel wahrscheinlich nicht die Endgeschwindigkeit erreichen. Sie benötigen auch eine gute Kontrolle über die Dichte, den Luftwiderstandsbeiwert usw. und eine sehr gute Genauigkeit in Ihrem Experiment, was meiner Meinung nach mit Ihrem Gerät unrealistisch ist.
Sie könnten einen zylindrischen Hohlkondensator und eine elektrische Brückenschaltung verwenden und Änderungen der Kapazität messen, wenn die Metallkugeln hindurchgehen. Wenn die Kugel den Kondensator passiert, ändert sich ihre Kapazität aufgrund der Änderung der dielektrischen Eigenschaften im Inneren des Kondensators. Die Änderungen der Kapazität hängen von der Größe der Kugeln ab (vorausgesetzt, Sie verwenden dasselbe Metall mit konstanter Dichte). Sie sollten also in der Lage sein, das System mit bekannten Massen zu kalibrieren und diese dann zur Bestimmung des Unbekannten zu verwenden.
user80551
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