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

За водой на лунный южный полюс («Луна-25» и другие) За водой на лунный южный полюс («Луна-25» и другие)

Задачи, которые стояли перед «Луной-25», никуда не делись. Их придётся решать

Наука и жизнь
10 сериалов про российскую глубинку: от Пензы до Уссурийска 10 сериалов про российскую глубинку: от Пензы до Уссурийска

Комедии, детективы и ужасы, происходящие в российской глубинке

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

Какие из их предсказаний писателей о будущем книг сбылись?

Наука и жизнь
Екатерина Дурова: «Гадалка сказала отцу: «Тебя нет. Ты давно умер». Он действительно много раз мог погибнуть» Екатерина Дурова: «Гадалка сказала отцу: «Тебя нет. Ты давно умер». Он действительно много раз мог погибнуть»

Было абсолютно очевидно, Лев Дуров так и остался главным человеком в ее жизни

Коллекция. Караван историй
Наука в фантастике: эпизоды истории Наука в фантастике: эпизоды истории

Космизмом сегодня называют целый ряд философских течений

Наука и жизнь
Подделкам сгоняют рыбий жир Подделкам сгоняют рыбий жир

Чем опасен нелегальный рынок БАДов и как его побороть

Деньги
Наука в фантастике: эпизоды истории Наука в фантастике: эпизоды истории

Как появились ориентированные на подростков журналы, публикующие фантастику

Наука и жизнь
Беспилотники и ИИ-врачи: цифровое будущее России Беспилотники и ИИ-врачи: цифровое будущее России

Россия занимает одно из ведущих мест в мире по развитию цифровых сервисов

ФедералПресс
Как правильно принимать любые решения: рассказывает психолог Как правильно принимать любые решения: рассказывает психолог

Почему так важно, чтобы выбор был непременно правильным?

VOICE
Музыкальная пауза: как Тупак Шакур воспел Западное побережье в California Love Музыкальная пауза: как Тупак Шакур воспел Западное побережье в California Love

Как Тупак Шакур записал один из главных хитов в карьере — California Love

Правила жизни
Карманные деньги: почему полезно давать детям и как это правильно делать Карманные деньги: почему полезно давать детям и как это правильно делать

Карманные деньги не замена заботы, а способ научить детей финансовой грамотности

РБК
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
«Риски существенно преувеличены» «Риски существенно преувеличены»

Торговый оборот России со странами Африки в 2022 году составил 18 млрд долларов

FP. BusinessReview
Забудь, если ты на диете Забудь, если ты на диете

10 самых калорийных фруктов

Лиза
Оскар Конюхов: «С детства понимал, что мой отец делает невероятные вещи» Оскар Конюхов: «С детства понимал, что мой отец делает невероятные вещи»

Оскар Конюхов мечтал стать океанологом, но жизнь его сложилась еще лучше

VOICE
РОП неотвратимый: как алюминий поможет очистить природу РОП неотвратимый: как алюминий поможет очистить природу

Разбираемся в понятии расширенная ответственность производителя

ФедералПресс
О моделировании искусственного мозга: «Ученые столкнутся с этическими проблемами» О моделировании искусственного мозга: «Ученые столкнутся с этическими проблемами»

О чем думает искусственно выращенный «мозг»?

ФедералПресс
Убить пересменщика Убить пересменщика

«Подменыш»: хоррор отцовства

Weekend
Парадоксальная угроза Парадоксальная угроза

Одна из самых интересных битв вокруг ИИ развернется не в области техники

Правила жизни
Промышленным гигантам нужны ферменты Промышленным гигантам нужны ферменты

Ученые создали новую технологию получения ферментов для промышленности

Наука
Его светлость Его светлость

6 популярных фасонов, в которых постоянно разгуливают пользователи Сети

VOICE
«Я думала, они жадные и не женятся»: как в 30 лет я вышла замуж за француза и ни разу об этом не пожалела «Я думала, они жадные и не женятся»: как в 30 лет я вышла замуж за француза и ни разу об этом не пожалела

История нашей героини, которая неожиданно вышла замуж за иностранца

VOICE
Мобилизация-1914: эмоции россиян Мобилизация-1914: эмоции россиян

Кто определяет «национальные интересы»?

Дилетант
Совы во льдах. Как американский орнитолог спасал рыбного филина на Дальнем Востоке Совы во льдах. Как американский орнитолог спасал рыбного филина на Дальнем Востоке

Отрывок из документального рассказа о Дальнем Востоке

СНОБ
Что знали о будущем и чего ждали от него в Средневековье Что знали о будущем и чего ждали от него в Средневековье

Будущее и Средневековье: кометы, предзнаменования и шедевр романской живописи

РБК
Личные границы Личные границы

Каким должен быть забор между соседями в частном доме по закону

Лиза
Ударили автопробегом Ударили автопробегом

Автотуризм в России становится массовым

Деньги
Космическая сила Космическая сила

Почему бы не построить солнечную электростанцию прямо в космосе?

ТехИнсайдер
«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
«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
Открыть в приложении