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

Затерянный Хуэй Затерянный Хуэй

Как хуэй стали дунганами и оказались по другую сторону от Небесных Гор?

Вокруг света
Радиоактивность, которая лечит Радиоактивность, которая лечит

Ядерная медицина — одно из наиболее динамично развивающихся направлений науки

Наука
Птичий нюх Птичий нюх

С обонянием птицам не повезло — во всяком случае, так очень долго думали

Наука и жизнь
Изобрели велосипед: как два брата из Ярославля покоряют водный мир Изобрели велосипед: как два брата из Ярославля покоряют водный мир

Почему братья Лукьяновы решили бросить вызов водной стихии

Forbes
Станислав Лем Станислав Лем

Правила жизни писателя Станислава Лема

Правила жизни
Северяне в Эстонии Северяне в Эстонии

11 ноября 1918 года перемирием в Компьене закончилась Великая война

Дилетант
Великая пустота Великая пустота

Монголия – наименее населенная страна мира

Вокруг света
Ловушка интеллекта: как IT-гиганты обучают ИИ Ловушка интеллекта: как IT-гиганты обучают ИИ

«Красные команды» по искусственному интеллекту — кто они и зачем нужны?

Forbes
По наклонной По наклонной

Аэротруба, в которой можно летать в вингсьюте и остаться живым

ТехИнсайдер
Итак, она была… брюнеткой Итак, она была… брюнеткой

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

Знание – сила
Печень, почки и мозг: полезно и безопасно ли есть субпродукты Печень, почки и мозг: полезно и безопасно ли есть субпродукты

Есть ли смысл употреблять в пищу субпродукты?

ТехИнсайдер
Микробы, боги, первопредки Микробы, боги, первопредки

Наше прошлое действительно может быть связано с суровыми северными богами

ТехИнсайдер
Вижу цель. Как не потеряться в потоке информации Вижу цель. Как не потеряться в потоке информации

Как оставаться верным своим целям и не поддаваться на манипуляции

СНОБ
Новый Вавилон Новый Вавилон

В любой непонятной ситуации нужно строить что-нибудь колоссальное

ТехИнсайдер
Место единения Место единения

Заказчики пригласили дизайнеров для оформления их семейного дома в Подмосковье

SALON-Interior
Быть хорошей женой и выбраться из нищеты: как женщины попадают в наркобизнес Быть хорошей женой и выбраться из нищеты: как женщины попадают в наркобизнес

Разбираемся, какова роль женщин в наркобизнесе поневоле

Forbes
Как избавиться от одиночества и как с ним справиться Как избавиться от одиночества и как с ним справиться

Почему общительные люди тоже ощущают одиночество?

Psychologies
В стиле рока В стиле рока

Развитие музыки всегда идет рука об руку с модой

Men Today
Интерьер на счастье Интерьер на счастье

Бюро объединило четыре квартиры на последнем этаже московской новостройки

SALON-Interior
7 экспериментов на детях, которые изменили систему воспитания 7 экспериментов на детях, которые изменили систему воспитания

Эксперименты, которые пролили свет на то, как работает детская психика

Psychologies
Коррупционеры в белоснежных тогах: верно ли мы думаем о Римской империи? Коррупционеры в белоснежных тогах: верно ли мы думаем о Римской империи?

Путешествие в мир алчности и бесстыдства Римской империи

Правила жизни
Надежда Бабкина: «Красотой русских женщин восторгается весь мир!» Надежда Бабкина: «Красотой русских женщин восторгается весь мир!»

Как Надежда Бабкина пришла к гармонии между внутренним и внешним?

Добрые советы
Альберт Эйнштейн: счастливые годы в Берне Альберт Эйнштейн: счастливые годы в Берне

В 1908 году Эйнштейн получил короткое письмо от профессора Альфреда Кляйнера...

Наука и жизнь
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
Раневскую могла утихомирить только Любовь Орлова Раневскую могла утихомирить только Любовь Орлова

Раневская никогда не была настолько экстравагантна, как ее пытаются представить

Караван историй
Вечное влияние великого разума: как Жан-Люк Годар изменил кино Вечное влияние великого разума: как Жан-Люк Годар изменил кино

Как франко-швейцарский режиссер Жан-Люк Годар повлиял на кино.

Правила жизни
Евгений Липовицкий: Как я открыл вселенную автохимии Евгений Липовицкий: Как я открыл вселенную автохимии

Таинственный мир моторных масел, допусков, сертификаторов и других жидкостей

4x4 Club
Как отличить здоровые границы от эмоциональных стен — проверьте себя Как отличить здоровые границы от эмоциональных стен — проверьте себя

Почему эмоциональные стены, в отличие от границ, нам вредят?

Psychologies
Тянет на сладкое Тянет на сладкое

3 неожиданных причины, почему вам так хочется сладкого, и что с этим делать

Лиза
Недвижимость Недвижимость

Построено в России: интерьеры от лучших дизайнеров и прекрасные виды

Robb Report
Открыть в приложении