В рычажных весах точки опоры и подвеса чаш образуют равнобедренный треугольник

Наука и жизньНаука

Весы Роберваля

Кандидат педагогических наук Рустам Даминов, Зарема Егорова, Казанский (Приволжский) федеральный университет

Как это устроено

Богиня правосудия Фемида.

Если в поисковике набрать «весы, картинки», то первыми вы увидите изображения равноплечих рычажных весов, подобных тем, что держит в руке богиня правосудия Фемида. Такие весы известны с III тысячелетия до н. э., а теоретическое обоснование их работы дал Архимед в III веке до н. э. Благодаря простоте и наглядности процесса взвешивания эти весы до сих пор используют, например, в школьных кабинетах физики и химии.

В равноплечих рычажных весах точки опоры и подвеса чаш образуют равнобедренный треугольник (коромысло). Если коромысло наклоняется, одно его плечо, опускаясь, укорачивается, а другое, соответственно поднимаясь, удлиняется. Возникающий крутящий момент сил тяжести возвращает коромысло в горизонтальное равновесное состояние.

Торговые весы конструкции Роберваля. Фото: Cquoi/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0

Груз, который надо взвесить, ставят на одну из чаш, что выводит весы из равновесия. Затем вторую чашу весов нагружают таким набором гирь из комплекта разновесов, чтобы коромысло пришло в равновесное состояние, расположившись неподвижно и горизонтально. Тогда масса взвешиваемого груза равна сумме масс всех использованных гирь. Заметим, что в быту понятия веса (силы, с которой тела действуют на чашу) и массы часто отождествляют.

Равноплечим рычажным весам присущ ряд недостатков: неравенство длин плеч коромысла при его перекосе, а следовательно, необходимость предварительно привести его в горизонтальное положение, трата времени на подбор уравновешивающих гирь, наличие мешающих подвесных тросов, что в совокупности обуславливает низкую скорость взвешивания. Кроме того, для работы нужен комплект калиброванных гирь.

Шарнирный параллелограмм — основа изобретения Роберваля. При его повороте обе боковые стороны остаются вертикальными. Для демонстрации «парадокса» к ним жёстко прикреплены короткие горизонтальные стержни. Видно, что эти весы находятся в равновесии и при несимметричном расположении грузов. В торговых весах на фото вверху нижний стержень шарнирного параллелограмма скрыт в подставке. Рисунок из книги Луи Пуансо «Elements de statique». Издание 1837 года.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Большая добыча Большая добыча

Печальные последствия встречи человека с природой Антарктики

Вокруг света
Философ у отверстого гроба Философ у отверстого гроба

Жизнь и смерть французского философа Николя де Кондорсе

Знание – сила
Библиофутурология: от фонокниги до книгофильма Библиофутурология: от фонокниги до книгофильма

Какие из их предсказаний писателей о будущем книг сбылись?

Наука и жизнь
8 ошибок психологов, которые выдают непрофессионалов 8 ошибок психологов, которые выдают непрофессионалов

Как понять, что перед вами психолог-профессионал?

Psychologies
Космос по расписанию Космос по расписанию

Космические агентства, компании и стартапы рассказывают о своих планах заранее

ТехИнсайдер
И был день седьмой И был день седьмой

Хала — это ДНК любви, и вот как её расшифровать

Seasons of life
Комиссарши в пыльных шлемах Комиссарши в пыльных шлемах

Прекрасные дамы, которые активно участвовали в революции

Дилетант
По дороге в Нальчик По дороге в Нальчик

Автопутешествие в горы мне запомнилось прежде всего невероятным смешением красок

Отдых в России
Вопрос / ответ Вопрос / ответ

Что ели русские крестьяне, кто изобрел алфавит и другие вопросы и ответы

Вокруг света
«Пиксель. История одной точки» «Пиксель. История одной точки»

Как инженеры создали первые цифровые изображения

N+1
Глаза американских подростков пострадали от сигарет и вейпов Глаза американских подростков пострадали от сигарет и вейпов

У курильщиков чаще появлялись тяжелые офтальмологические симптомы

N+1
От Граймс до Лили Вачовски: самые влиятельные женщины в ИИ по версии Time От Граймс до Лили Вачовски: самые влиятельные женщины в ИИ по версии Time

Самые интересные героини современности, связанные с ИИ

Forbes
Куда приводит любовь Куда приводит любовь

Алексей Еремчук — как его увлечение электромобилями стало бизнесом

Robb Report
Итак, она была… брюнеткой Итак, она была… брюнеткой

Как отличаются героини эпохальных романов и актрисы, играющие их в экранизациях

Знание – сила
Юра про рок Юра про рок

Юрий Музыченко — о прелестях раннего брака и о том, как зажигать людей

Men Today
Как отказать абьюзеру: техника от психолога Как отказать абьюзеру: техника от психолога

Как действовать, если в вашем окружении обнаружился абьюзер?

Psychologies
Куклы романтизма Куклы романтизма

Есть ли в мире бездушной и безжалостной техники место для романтиков?

Правила жизни
Сел и уснул: 10 лайфхаков, как хорошенько выспаться в самолете Сел и уснул: 10 лайфхаков, как хорошенько выспаться в самолете

Как «отключиться» от внешних раздражителей и погрузиться в сон на время полета

ТехИнсайдер
Загадки «Семи самураев»: что вы могли не знать о самом известном фильме Акиры Куросавы Загадки «Семи самураев»: что вы могли не знать о самом известном фильме Акиры Куросавы

Вспоминаем фильм мастера Куросавы «Семь самураев» и раскрываем его секреты

Правила жизни
Персонал напрокат Персонал напрокат

Что такое аутстаффинг и почему он стал популярен в России

FP. BusinessReview
Нейросоцсеть Нейросоцсеть

Разговор с креативным директором LOOKY Артемом Коноваловым

ТехИнсайдер
Путешествия Путешествия

Поражающие воображение отели в самых удивительных уголках земного шара

Robb Report
Амбассадор Арктики о поездке на мыс Челюскин: «Мы чудом успели выехать» Амбассадор Арктики о поездке на мыс Челюскин: «Мы чудом успели выехать»

Путешественник Алексей Жирухин о своем самом экстремальном путешествии

ФедералПресс
Выход через развалины Выход через развалины

Как «бумажная архитектура» пыталась вырваться из утопии

Weekend
Механические дрожки уральского мастера Механические дрожки уральского мастера

Заглянем в Зал карет Реставрационно-хранительского центра Эрмитажа

Дилетант
Меню оптимистки. 14 продуктов, которые помогают в  борьбе с апатией и депрессией Меню оптимистки. 14 продуктов, которые помогают в  борьбе с апатией и депрессией

Правильное питание поможет поднять настроение и выйти из депрессии

Лиза
Автомобили Автомобили

Лимитированные версии и прорывные технологии в автомобильной сфере

Robb Report
Те и эти Те и эти

Как жила немецкая культура при нацизме

Weekend
Стандарты общения Стандарты общения

Как компаниям выстроить коммуникацию с аудиторией

Деньги
Осенние маршруты. ТОП-5 идей на уикенд Осенние маршруты. ТОП-5 идей на уикенд

Отправляйся путешествовать – в поисках идеальной осени!

Лиза
Открыть в приложении