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

Как птицы учатся использовать звёздный компас Как птицы учатся использовать звёздный компас

Биологи связали популяции птиц, зимующих в одном районе, а гнездящихся в другом

Наука и жизнь
Ольга Бычкова: «В ближайшие десятилетия должна произойти пересборка всего научного мира» Ольга Бычкова: «В ближайшие десятилетия должна произойти пересборка всего научного мира»

Как технологии меняют человека и природу вокруг него

РБК
Библиофутурология: от фонокниги до книгофильма Библиофутурология: от фонокниги до книгофильма

Какие из их предсказаний писателей о будущем книг сбылись?

Наука и жизнь
Пьедестал не для всех Пьедестал не для всех

Почему «достигаторство» подходит не всем?

Добрые советы
Удивительные путешествия обыкновенной кукушки Удивительные путешествия обыкновенной кукушки

Долгое время о путях миграции обыкновенной кукушки известно было очень мало...

Наука и жизнь
Как повысить эффективность обучения: 5 научных методов Как повысить эффективность обучения: 5 научных методов

Как быстрее и эффективнее подготовиться к экзамену или выучить новый язык?

Psychologies
Нечаянный император Нечаянный император

Николай I — царящий надо всеми жандарм, исполняющий свой государственный долг

Дилетант
Экономические тяжеловесы Оренбуржья: 10 крупнейших предприятий области Экономические тяжеловесы Оренбуржья: 10 крупнейших предприятий области

Оренбургская область — край, богатый ископаемыми ресурсами

ФедералПресс
Дмитрий Крутов: «Карьерный путь человека будет максимально релевантным его способностям» Дмитрий Крутов: «Карьерный путь человека будет максимально релевантным его способностям»

Как изменится обучение в будущем

РБК
Пойдем гулять? Пойдем гулять?

Как защитить собаку на прогулке

Лиза
Перезагрузка Перезагрузка

Sollers: продолжение следует

Автопилот
Народу опиум нипочем Народу опиум нипочем

«Стволы и розы»: ностальгия по 1990-м по-болливудски

Weekend
Управляющий директор Okkam Creative Ольга Петрова: Люди привыкли доверять советам других людей Управляющий директор Okkam Creative Ольга Петрова: Люди привыкли доверять советам других людей

Интервью с управляющим директором Okkam Creative Ольгой Петровой

СНОБ
10 современных российских художников, за которыми стоит следить 10 современных российских художников, за которыми стоит следить

Российское современное искусство: на кого обратить внимание?

Правила жизни
Мимо ехали евреи Мимо ехали евреи

«И ясно, что евреи виноваты, осталось только летопись найти»

Дилетант
Платье с лобстером и шокирующий розовый: что нужно знать об Эльзе Скиапарелли Платье с лобстером и шокирующий розовый: что нужно знать об Эльзе Скиапарелли

Эльза Скиапарелли — модельер, которой мир обязан приходом сюрреализма в моду

Правила жизни
20 спорных и культовых фильмов про секс: от «Интимных мест» до «Служанки» 20 спорных и культовых фильмов про секс: от «Интимных мест» до «Служанки»

Фильмы, которые рассматривают интимность и любовные интриги

РБК
Деньги есть? А если найду Деньги есть? А если найду

Где бизнесу взять инвестиции

FP. BusinessReview
«Дома я не хочу лидировать» «Дома я не хочу лидировать»

Ольга Серябкина о силе тайм-менеджмента, воспитании ребенка и романтике

OK!
Первый Берлинский кризис Первый Берлинский кризис

Берлинский кризис стал первым крупным испытанием на прочность послевоенного мира

Дилетант
Как обидеть мужчину: запрещенные приемы Как обидеть мужчину: запрещенные приемы

Как растоптать уверенность мужчины в себе?

Лиза
5 одинаковых привычек разных миллиардеров 5 одинаковых привычек разных миллиардеров

Что объединяет финансовых гениев со всего мира

Maxim
Сложный выбор Сложный выбор

Седация и наркоз в стоматологии: как выбрать и точно получить безопасное лечение

Лиза
Привет из прошлого Привет из прошлого

Как реагировать, если вдруг начинает писать бывший молодой человек?

Лиза
Ну, приехали! Ну, приехали!

Как привести себя в порядок после отпуска и провести необходимый детокс?

Добрые советы
За водой на лунный южный полюс («Луна-25» и другие) За водой на лунный южный полюс («Луна-25» и другие)

Задачи, которые стояли перед «Луной-25», никуда не делись. Их придётся решать

Наука и жизнь
Жизнь других Жизнь других

Существуют места, словно созданные для съемок фильмов про иные миры

Men Today
Без паники! Откуда берутся неврозы и как с ними справиться Без паники! Откуда берутся неврозы и как с ними справиться

Исследований невроза много, но ответы на главные вопросы не найдены до сих пор

Лиза
Охота на алгоритм Охота на алгоритм

Способна ли машина заменить человека в самых важных ему областях деятельности

Правила жизни
Почему не стоит покупать дешевые кабели и адаптеры для зарядки Почему не стоит покупать дешевые кабели и адаптеры для зарядки

Какие подводные камни вас ждут при выборе кабеля и адаптера для зарядки телефона

CHIP
Открыть в приложении