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

Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной

Поиск жизни на ближайших планетах натолкнулся на великое молчание

Наука и жизнь
Музей на свалке Музей на свалке

Экспозицию этого музея сравнивают с машиной времени

Отдых в России
Библиофутурология: от фонокниги до книгофильма Библиофутурология: от фонокниги до книгофильма

Какие из их предсказаний писателей о будущем книг сбылись?

Наука и жизнь
Как связаны принцессы Диснея и самооценка детей: интересное исследование! Как связаны принцессы Диснея и самооценка детей: интересное исследование!

Как дети выбирают любимых принцесс и что это о них говорит?

ТехИнсайдер
Людмила Иванова: «Ради Олега Ефремова мы были готовы на все» Людмила Иванова: «Ради Олега Ефремова мы были готовы на все»

Эти отрывки из моих интервью наполнены юмором и атмосферой того времени

Коллекция. Караван историй
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
Икс таинственный, великий Икс таинственный, великий

Как икс стал символом неизвестного?

Наука и жизнь
Механические дрожки уральского мастера Механические дрожки уральского мастера

Заглянем в Зал карет Реставрационно-хранительского центра Эрмитажа

Дилетант
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
Уроки на удаленке Уроки на удаленке

Полезные приложения и лучшие интернет-ресурсы для домашнего образования

Лиза
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
Покровительница Волги: 10 мест, которые стоит посетить в Чувашии Покровительница Волги: 10 мест, которые стоит посетить в Чувашии

Культурные и природные достопримечательности Чувашии

ФедералПресс
«Государство не может идти на поводу у бизнеса» «Государство не может идти на поводу у бизнеса»

Михаил Беляев рассказал о новых трендах экономического развития России

FP. BusinessReview
8 фраз, которые ребенок никогда не простит родителям 8 фраз, которые ребенок никогда не простит родителям

Родительские фразы, брошенные сгоряча, которые ребенок запомнит на всю жизнь

Psychologies
Новое место работы. 12 правил успешной адаптации от психолога Новое место работы. 12 правил успешной адаптации от психолога

Как освоиться на новом месте работы и ускорить период адаптации

Лиза
Любимец нации Любимец нации

Заметки по случаю дня рождения Остапа Сулеймана Берта-Мария Бендер-бея

Знание – сила
Нейросоцсеть Нейросоцсеть

Разговор с креативным директором LOOKY Артемом Коноваловым

ТехИнсайдер
Как выбрать устрицы и с чем их сочетать: объясняют эксперты Как выбрать устрицы и с чем их сочетать: объясняют эксперты

Чем хороши и полезны устрицы, как получить удовольствие от деликатеса?

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
Пьедестал не для всех Пьедестал не для всех

Почему «достигаторство» подходит не всем?

Добрые советы
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
Особенности туристической подготовки внедорожников Особенности туристической подготовки внедорожников

Что такое комплексная экспедиционная подготовка? Как правильно её провести?

4x4 Club
Осиная талия. Привычки питания, которые мешают тебе похудеть в талии Осиная талия. Привычки питания, которые мешают тебе похудеть в талии

Потеря веса – не всегда простая задача. А как похудеть в области талии?

Лиза
Вопрос / ответ Вопрос / ответ

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

Вокруг света
«Песни ни о чем? Российская поп-музыка на рубеже эпох: 1980-1990-е» «Песни ни о чем? Российская поп-музыка на рубеже эпох: 1980-1990-е»

Какими были музыкальные видеоклипы 1990-х

N+1
Два дня Владимира Ильича Два дня Владимира Ильича

Как Марк Захаров и Олег Ефремов вдыхали жизнь в лениниану

Weekend
«В нашей стране очень много молчащих регионов» «В нашей стране очень много молчащих регионов»

О «Бери да помни», первом фильме на татарском языке в широком прокате

Weekend
Как NFT меняет арт-рынок и выходит в России в легальное поле Как NFT меняет арт-рынок и выходит в России в легальное поле

Как живопись обосновалась в метавселенной и как государство поддерживает NFT

СНОБ
Разгадка загадок Разгадка загадок

Исследование тонкостей отношений с искусственным интеллектом

Правила жизни
О цифровом рубле, кадровом голоде и «умном городе»: «Не обращаем внимания на санкции» О цифровом рубле, кадровом голоде и «умном городе»: «Не обращаем внимания на санкции»

Какие еще цифровые новшества скоро могут стать повседневностью

ФедералПресс
Открыть в приложении