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

Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
5 самых распространенных проблем со стопами — почему они возникают и что с ними делать 5 самых распространенных проблем со стопами — почему они возникают и что с ними делать

Пять самых распространенных подологических патологий

VOICE
Большая добыча Большая добыча

Печальные последствия встречи человека с природой Антарктики

Вокруг света
Андрей Лихачев: «Технологии просочатся за пределы мегапроектов» Андрей Лихачев: «Технологии просочатся за пределы мегапроектов»

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

РБК
Два кавказца Два кавказца

Что за офицеры изображены на рисунке, который считался за авторством Лермонтова?

Дилетант
Созвучное настроение Созвучное настроение

Цветовая и архитектурная образность Санкт-Петербурга в оформлении интерьера

Идеи Вашего Дома
Чем вредны бананы? Чем вредны бананы?

Углеродный след обычных вещей и процессов

kiozk originals
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
Техника для мойки окон: какой бывает и чем отличается Техника для мойки окон: какой бывает и чем отличается

Можно ли как-то облегчить себе мытье окон?

CHIP
Как перестать жалеть всех подряд и помогать им в ущерб себе? Объясняет психолог Как перестать жалеть всех подряд и помогать им в ущерб себе? Объясняет психолог

Что делать, если ты буквально одержима альтруизмом?

VOICE
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
Что можно найти на дне Байкала: дома и поезда Что можно найти на дне Байкала: дома и поезда

Как сейчас выглядит дно самого глубокого озера на планете?

ФедералПресс
Принцессы княжества Торн: монахини или амазонки? Принцессы княжества Торн: монахини или амазонки?

В германских землях находилось маленькое царство, где правили только женщины

Знание – сила
Глаза американских подростков пострадали от сигарет и вейпов Глаза американских подростков пострадали от сигарет и вейпов

У курильщиков чаще появлялись тяжелые офтальмологические симптомы

N+1
Всеобщий язык Всеобщий язык

Разговор о том, как сохранять внутреннюю свободу и находить опору

Seasons of life
«Звучит незнаемая лира…» «Звучит незнаемая лира…»

Кто такой Антиох Кантемир?

Знание – сила
«Мы строим новую экономику»: Игнат Петухов о развитии Оренбуржья «Мы строим новую экономику»: Игнат Петухов о развитии Оренбуржья

Оренбургская область из «аутсайдеров» вырывается в «динамично развивающиеся»

ФедералПресс
Вокзал как искусство Вокзал как искусство

Вокзал Владивостока – не просто вокзал, а настоящий памятник русского зодчества

Отдых в России
Красота без изъяна. Как сохранить здоровье груди и не дать мастопатии перерасти в рак Красота без изъяна. Как сохранить здоровье груди и не дать мастопатии перерасти в рак

Большинство женщин, у которых диагностирована мастопатия, находятся в зоне риска

Лиза
Вежливость не повод для доверия: главные ошибки в деловых отношениях с американцами Вежливость не повод для доверия: главные ошибки в деловых отношениях с американцами

Какие подводные камни таятся во взаимодействиях с американскими партнерами

Forbes
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
Верность навсегда: миф или реальность Верность навсегда: миф или реальность

Возможно ли сохранить любовь и верность на протяжении всей жизни?

Лиза
Мобилизация-1914: эмоции россиян Мобилизация-1914: эмоции россиян

Кто определяет «национальные интересы»?

Дилетант
«Задавать вопросы — творческий труд». Отрывок из книги «Метод Сократа» «Задавать вопросы — творческий труд». Отрывок из книги «Метод Сократа»

Как задавать вопросы по методу Сократа

СНОБ
Убить пересменщика Убить пересменщика

«Подменыш»: хоррор отцовства

Weekend
Ведро, чарка, мерзавчик: Как на Руси мерили водку Ведро, чарка, мерзавчик: Как на Руси мерили водку

Почему именно ведро стало точкой отсчета для торговли спиртным

Maxim
Управляющий директор Okkam Creative Ольга Петрова: Люди привыкли доверять советам других людей Управляющий директор Okkam Creative Ольга Петрова: Люди привыкли доверять советам других людей

Интервью с управляющим директором Okkam Creative Ольгой Петровой

СНОБ
«Ничего не успеваю»: что такое синдром «белого кролика» «Ничего не успеваю»: что такое синдром «белого кролика»

Почему вам постоянно не хватает времени?

Psychologies
Детка, ты просто космос Детка, ты просто космос

Валери Зоидова о первой потерянной любви и несогласии со Скарлетт О'Харой

VOICE
Руслан Юнусов: «Квантовые технологии затронут все сферы жизни человека» Руслан Юнусов: «Квантовые технологии затронут все сферы жизни человека»

Квантовые технологии могут в будущем перевернуть наше представление о мире

ФедералПресс
Открыть в приложении