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
Десять лет — Восток нормальный Десять лет — Восток нормальный

Как изменился Дальний Восток за десять лет?

FP. BusinessReview
Библиофутурология: от фонокниги до книгофильма Библиофутурология: от фонокниги до книгофильма

Какие из их предсказаний писателей о будущем книг сбылись?

Наука и жизнь
Перезагрузка Перезагрузка

Sollers: продолжение следует

Автопилот
Дочь Ра Дочь Ра

Клеопатре суждено было стать последней царицей относительно независимого Египта

Дилетант
Осталась при своих Осталась при своих

Как не отдать кибермошеннику все деньги (или хотя бы половину)

VOICE
Хроники угнанного бомбардировщика Хроники угнанного бомбардировщика

Михаил Девятаев угнал немецкий бомбардировщик и вывез на нем узников концлагеря

Maxim
Отказаться от сигарет по науке Отказаться от сигарет по науке

Почему люди продолжают курить сигареты?

Наука
«Перестаньте контролировать себя — и добьетесь успеха» «Перестаньте контролировать себя — и добьетесь успеха»

О мифах вокруг силы воли и ее развития рассуждает психолог

Psychologies
Учите меня жить Учите меня жить

Коуч: что это за специалист и как он на самом деле может помочь?

VOICE
Бабочка на шее. Как предупредить заболевания щитовидной железы Бабочка на шее. Как предупредить заболевания щитовидной железы

Сбои в работе щитовидки могут стать причиной самых разных бед

Лиза
Эверест как профессия Эверест как профессия

Высоко над нашими головами скрывается самая труднодоступная страна на планете

Вокруг света
Старые песни о главном: что происходит с музыкальной индустрией и почему выходит так много каверов? Старые песни о главном: что происходит с музыкальной индустрией и почему выходит так много каверов?

Почему все так полюбили каверы и что это значит для индустрии?

Правила жизни
Авиация Авиация

Рекордно просторные салоны, близкая к рекордной скорость плюс забота об экологии

Robb Report
Выход через развалины Выход через развалины

Как «бумажная архитектура» пыталась вырваться из утопии

Weekend
Тур де Кавказ Тур де Кавказ

На Geely Atlas Pro до Эльбруса и назад

Автопилот
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
Лесные барабанщики Лесные барабанщики

Лес в середине лета затихает, но только кажется безжизненным

Наука и жизнь
Что такое секс-шантаж и что делать, если вы стали его жертвой Что такое секс-шантаж и что делать, если вы стали его жертвой

Секс-шантаж: кто становится жертвами мошенников чаще всего?

РБК
Наскальные мультфильмы Наскальные мультфильмы

Рисункам из пещеры Шове больше 30 тысяч лет

Вокруг света
Пульт управления Пульт управления

Дефицит «качественной рабочей силы» зафиксирован в 55% российских компаний

FP. BusinessReview
Путешествия Путешествия

Поражающие воображение отели в самых удивительных уголках земного шара

Robb Report
Лунные костюмы Лунные костюмы

Зачем потребовалось перекрашивать скафандр и что нового предложили конструкторы?

ТехИнсайдер
IQ идет в рост IQ идет в рост

Статья для желающих обзавестись десятком-другим дополнительных «умственных сил»

Лиза
Дерьмово выглядишь Дерьмово выглядишь

Как и зачем животные и растения притворяются экскрементами

N+1
Утренний и вечерний фитнес Утренний и вечерний фитнес

Когда надо тренироваться – утром или вечером? Свои плюсы и минусы есть во всём

Здоровье
Куклы романтизма Куклы романтизма

Есть ли в мире бездушной и безжалостной техники место для романтиков?

Правила жизни
Атака шаблонов: самые избитые приемы и ходы в фильмах разных жанров Атака шаблонов: самые избитые приемы и ходы в фильмах разных жанров

Эти сцены вы видели в тысячи разных фильмов — и все они одинаковые

Maxim
Андрей Лихачев: «Технологии просочатся за пределы мегапроектов» Андрей Лихачев: «Технологии просочатся за пределы мегапроектов»

Как сделать города по-настоящему «умными» и зелеными?

РБК
Что произойдет с телом, если забеременеть сразу после увеличения груди: хирург рассматривает случай Анастасии Костенко Что произойдет с телом, если забеременеть сразу после увеличения груди: хирург рассматривает случай Анастасии Костенко

Как беременность может сказаться на пластике груди? Случай Анастасии Костенко

VOICE
Открыть в приложении