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
Зачем России квантовые компьютеры: «Так добьемся техносуверенитета» Зачем России квантовые компьютеры: «Так добьемся техносуверенитета»

Вопросы развития технологического суверенитета сейчас стоят особенно остро

ФедералПресс
Библиофутурология: от фонокниги до книгофильма Библиофутурология: от фонокниги до книгофильма

Какие из их предсказаний писателей о будущем книг сбылись?

Наука и жизнь
Смертельный челлендж: в США подросток умер от одного ломтика острых чипсов Смертельный челлендж: в США подросток умер от одного ломтика острых чипсов

Эти чипсы настолько острые, что могут привести к летальному исходу

ТехИнсайдер
Не за что судить Не за что судить

Тайны советского туризма 70-х: почему некоторые не возвращались из походов?

Дилетант
Ольга Медынич: «Вампиры на самом деле обитают среди нас» Ольга Медынич: «Вампиры на самом деле обитают среди нас»

«Когда соглашалась на эту роль, даже не думала, с чем столкнусь»

Караван историй
Генералы песчаных карьеров Генералы песчаных карьеров

Шагающие экскаваторы, или драглайны, – самые большие мобильные наземные машины

ТехИнсайдер
Оскар Конюхов: «С детства понимал, что мой отец делает невероятные вещи» Оскар Конюхов: «С детства понимал, что мой отец делает невероятные вещи»

Оскар Конюхов мечтал стать океанологом, но жизнь его сложилась еще лучше

VOICE
Автомобили Автомобили

Лимитированные версии и прорывные технологии в автомобильной сфере

Robb Report
Работа над ошибками Работа над ошибками

Какую работу над ошибками нужно провести, чтобы сохранить молодость кожи

Добрые советы
Александр Чулок: «Ключевым показателем общества станет уровень счастья человека» Александр Чулок: «Ключевым показателем общества станет уровень счастья человека»

Что ждет человечество в 2050 году и какие тренды уже сейчас влияют на общество?

РБК
Привлечь и удержать Привлечь и удержать

Кадровая проблема в АПК остается системной

Агроинвестор
«Рок-н-ролл мертв. А я еще нет...» «Рок-н-ролл мертв. А я еще нет...»

С 1981 года ленинградский рок-клуб стал «местом силы» отечественного рок-н-ролла

Men Today
Медведев проиграл в финале: как он извлекал пользу и деньги из прошлых поражений Медведев проиграл в финале: как он извлекал пользу и деньги из прошлых поражений

Как на Даниила Медведева и его карьеру влияли поражения в «мэйджорах»

Forbes
Gesamtkunstwerk с конями Gesamtkunstwerk с конями

Как Александр Медведкин отдал всю власть над Москвой народу

Weekend
«Власть дает художникам свободу поиска, пока не устоялся канон» «Власть дает художникам свободу поиска, пока не устоялся канон»

Евгений Марголит о том, как советские режиссеры не совпадали с линией партии

Weekend
Сейчас разберемся (в себе) Сейчас разберемся (в себе)

Трансформационные игры – просто забава или способ изменить жизнь?

VOICE
Они ушли на взлете: 12 лет назад под Ярославлем разбился самолет с хоккейной командой «Локомотив» Они ушли на взлете: 12 лет назад под Ярославлем разбился самолет с хоккейной командой «Локомотив»

История «небесной команда»: что с ней произошло?

ТехИнсайдер
Байки из мавзолея Байки из мавзолея

«Вселенная Стивена Кинга»: все, что мы и так знаем о мастере ужасов,— и не более

Weekend
Марвин Марвин

Правила жизни параноидального андроида Марвина

Правила жизни
Интерьер — это ответ на запрос Интерьер — это ответ на запрос

Юлия Тряскина об изменениях в городской среде и о перезагрузке стиля жизни

SALON-Interior
Сезон открытий Сезон открытий

Программа минимум в Астраханской области: Волга, вобла и арбузы

Лиза
Карманные деньги: почему полезно давать детям и как это правильно делать Карманные деньги: почему полезно давать детям и как это правильно делать

Карманные деньги не замена заботы, а способ научить детей финансовой грамотности

РБК
Сложный выбор Сложный выбор

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

Лиза
Записки отельера: что гость может забрать из отеля? Записки отельера: что гость может забрать из отеля?

Почему гостиницам не стоит скупиться на подарки для гостей

Правила жизни
Портрет и пейзаж Портрет и пейзаж

Природный ландшафт в оформлении интерьера квартиры в доме в горах

Идеи Вашего Дома
Мой мальчик Мой мальчик

Пары, в которых мужчина заметно моложе женщины, вызывают неоднозначную реакцию

VOICE
Как быстро избавиться от синяка: 8 эффективных методов Как быстро избавиться от синяка: 8 эффективных методов

Домашние средства, которые ускорят заживление синяка

ТехИнсайдер
Совершенно запретно Совершенно запретно

Как Джон Хьюстон по заказу военных снял антивоенный фильм

Weekend
Пессимизм в одной отдельной взятой стране Пессимизм в одной отдельной взятой стране

Художник Иван Дубяга: поэзия в живописи

Weekend
Открыть в приложении