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

Как пытались получить доказательства в пользу населённости соседних планет

Наука и жизнь
Крик души Крик души

Истории о людях, которые чересчур эмоционально и громко выражают свои эмоции

Лиза
Птичий нюх Птичий нюх

С обонянием птицам не повезло — во всяком случае, так очень долго думали

Наука и жизнь
Минвостокразвития России о туризме: «Сперва нужно создавать условия» Минвостокразвития России о туризме: «Сперва нужно создавать условия»

Как развивается дальневосточный туризм и чем в силах помочь коренные народы

ФедералПресс
Марвин Марвин

Правила жизни параноидального андроида Марвина

Правила жизни
Парк Никола-Ленивец: что делать в Калужской области Парк Никола-Ленивец: что делать в Калужской области

Парк Никола-Ленивец — крупнейший в Европе парк ленд-арта

Psychologies
Прирожденные экстремалы Прирожденные экстремалы

Кто живет в горячих источниках, вечной мерзлоте и Марианской впадине?

Вокруг света
Путешествия Путешествия

Поражающие воображение отели в самых удивительных уголках земного шара

Robb Report
У природы нет плохой космической погоды? У природы нет плохой космической погоды?

Может ли из-за космической бури случиться инфаркт или инсульт?

Знание – сила
Гениальная экономия: 4 быстрых способа, как заточить одноразовую бритву Гениальная экономия: 4 быстрых способа, как заточить одноразовую бритву

Как заточить одноразовые бритвы 4 простыми методами

ТехИнсайдер
Нанопластика волос: состав для процедуры и уход после нее Нанопластика волос: состав для процедуры и уход после нее

Плюсы, минусы и особенности нанопластики

РБК
Зачем России квантовые компьютеры: «Так добьемся техносуверенитета» Зачем России квантовые компьютеры: «Так добьемся техносуверенитета»

Вопросы развития технологического суверенитета сейчас стоят особенно остро

ФедералПресс
10 неожиданных вопросов к Тане Ткачук из группы «Моя Мишель» 10 неожиданных вопросов к Тане Ткачук из группы «Моя Мишель»

Таня Ткачук вспомнила детство, поделилась мудростью и закончила несколько фраз

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
Седой Адам Драйвер в гонке со смертью: каким получился «Феррари» Майкла Манна Седой Адам Драйвер в гонке со смертью: каким получился «Феррари» Майкла Манна

«Феррари»: каким получился фильм про роковую страсть к гонкам

Forbes
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
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
8 правил, которые помогут сохранить счастливые отношения навсегда 8 правил, которые помогут сохранить счастливые отношения навсегда

Несложные правила, которые поддержат ваши отношения

VOICE
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
«Во власти непережитых чувств»: чем чреваты семейные тайны «Во власти непережитых чувств»: чем чреваты семейные тайны

Отрывок из книги «Миф, в котором я живу»: к чему приводят семейные секреты?

Psychologies
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
Цугцванг: как выбраться из тупика. Советы психологов Цугцванг: как выбраться из тупика. Советы психологов

Цугцванг в жизни: что делать, когда задуманное не совпадает с реальностью

РБК
Черный список продуктов, которых стоит избегать перед авиаперелетом Черный список продуктов, которых стоит избегать перед авиаперелетом

Если вы не хотите, чтобы полет превратился в пытку, следуйте этим рекомендациям

ТехИнсайдер
Открыто Открыто

Разговор с Авиве Левинсон о семье и фестивале Open House

Seasons of life
Как правильно принимать любые решения: рассказывает психолог Как правильно принимать любые решения: рассказывает психолог

Почему так важно, чтобы выбор был непременно правильным?

VOICE
«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
Недооцененные сиквелы, о которых все забыли Недооцененные сиквелы, о которых все забыли

Вторые, третьи и прочие части франшиз, которые затмили их предшественники

Maxim
Разумный Макс Разумный Макс

Флагманский кроссовер Chery дебютирует обновленным

Автопилот
Наш мозг — ксенофоб: почему люди боятся тех, кто отличается от них Наш мозг — ксенофоб: почему люди боятся тех, кто отличается от них

Почему мы мыслим категориями «все они такие» и как победить в себе ксенофоба?

Forbes
Мужчина мечты Мужчина мечты

Станислав Магкеев приятно удивил нас своей добротой, честностью, даже упрямством

VOICE
Открыть в приложении