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

Робин из Локсли Робин из Локсли

О Робин Гуде сложены несколько десятков баллад

Дилетант
10 фактов про Древний Рим, которые кажутся невероятными 10 фактов про Древний Рим, которые кажутся невероятными

На тот случай, если на этой неделе вы еще ни разу не думали про Римскую империю

Maxim
Библиофутурология: от фонокниги до книгофильма Библиофутурология: от фонокниги до книгофильма

Какие из их предсказаний писателей о будущем книг сбылись?

Наука и жизнь
Как разобраться в современном арт-рынке — краткая памятка Как разобраться в современном арт-рынке — краткая памятка

Памятка, которая поможет начинающему коллекционеру современного искусства

Правила жизни
Крылатая дюжина Крылатая дюжина

У бабочек найдется чем удивить нас, кроме их знаменитой красоты!

Вокруг света
Удар по почкам. 8 неожиданных привычек, которые могут навредить твоим почкам Удар по почкам. 8 неожиданных привычек, которые могут навредить твоим почкам

Есть привычки, которым мы не придаем значения, но которые вредят нашим почкам

Лиза
Цезарь и Антоний Цезарь и Антоний

Великий полководец и политик Гай Юлий Цезарь погрузил Рим в гражданскую войну

Дилетант
Женщины смотрят: что такое «женский взгляд» в кино Женщины смотрят: что такое «женский взгляд» в кино

Female gaze: что это такое и какие фильмы могут нас с этим понятием познакомить?

Правила жизни
Уроки на удаленке Уроки на удаленке

Полезные приложения и лучшие интернет-ресурсы для домашнего образования

Лиза
Эффекты стиля мемфис Эффекты стиля мемфис

Выразительное оформление современной квартиры

Идеи Вашего Дома
Пограничное состояние Пограничное состояние

Как криптобиржи помогут обойти санкции

FP. BusinessReview
От Вологды до Мурманска: как женщины управляют региональными ателье по всей стране От Вологды до Мурманска: как женщины управляют региональными ателье по всей стране

Предпринимательницы из разных городов, которые вопреки всему развивают ателье

Forbes
3 способа ускорить ваш метаболизм 3 способа ускорить ваш метаболизм

Можем ли мы как-то повлиять на метаболизм?

ТехИнсайдер
Нейросети, Арктика и косатки: 7 отличных научных фильмов Нейросети, Арктика и косатки: 7 отличных научных фильмов

Актуальное научное кино на разные темы: от изучения космоса до жизни насекомых

Правила жизни
«Большинство и не хочет работать» «Большинство и не хочет работать»

Андрея Курпатова считают техноскептиком, но сейчас он работает над созданием ИИ

Правила жизни
«Граф» Пабло Ларраина: что будет, если диктатор окажется бессмертным вампиром «Граф» Пабло Ларраина: что будет, если диктатор окажется бессмертным вампиром

Как история о диктаторе-вампире оказывается менее интересной, чем ожидаешь

Forbes
Для упругих ягодиц Для упругих ягодиц

10 упражнений, которые помогут тебе обрести соблазнительные формы

Лиза
Чтим кодекс Чтим кодекс

Алименты для пап и еще ряд изменений в законах с сентября 2023 года

Лиза
Разработчик приложения Ayana: «Языки и культуру малых народов спасет искусственный интеллект» Разработчик приложения Ayana: «Языки и культуру малых народов спасет искусственный интеллект»

Что собой представляет проект Ayana и какие возможности он открывает

ФедералПресс
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
Умный подход к наблюдению Умный подход к наблюдению

Как нейросеть VIJU помогает автоматически отслеживать ЧП в строительном секторе

Деньги
«Вычитание»: иранский арт-мейнстрим про темную и светлую стороны человека «Вычитание»: иранский арт-мейнстрим про темную и светлую стороны человека

«Вычитание» — проект о двойниках, которых главные герои случайно встречают

Forbes
Олег Шибанов: «Нейроэкономика и нейрофинансы уже интригуют некоторыми результатами» Олег Шибанов: «Нейроэкономика и нейрофинансы уже интригуют некоторыми результатами»

К чему приведут новые технологии в экономике

РБК
Как прожить горевание и вернуться к жизни: советы себе и окружающим Как прожить горевание и вернуться к жизни: советы себе и окружающим

О чем нам стоит знать, чтобы справиться с проживанием горя?

Psychologies
Она раскрыла убийства: лучшие современные сериалы о женщинах-детективах Она раскрыла убийства: лучшие современные сериалы о женщинах-детективах

Исследуем образ героини, которая ищет преступников в современных сериалах

Forbes
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
Музыкальная пауза: как Джонни Кэш записал величайший концертный альбом Музыкальная пауза: как Джонни Кэш записал величайший концертный альбом

Как концерт в Фолсомской тюрьме 1968 года перезапустил карьеру Джонни Кэша?

Правила жизни
Обман мнениями: нейросети способны незаметно менять точку зрения пользователей Обман мнениями: нейросети способны незаметно менять точку зрения пользователей

Умные помощники способны незаметно менять мышление пользователя

ФедералПресс
Рестораны Рестораны

Главные герои московской гастрономической сцены

Robb Report
Спасти мир от самого себя Спасти мир от самого себя

Непростая история одного из создателей атомной бомбы

Наука
Открыть в приложении