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
Главные фильмы Венеции-2023: экстраординарный Лантимос, новая Коппола и фильмы про киллеров Главные фильмы Венеции-2023: экстраординарный Лантимос, новая Коппола и фильмы про киллеров

На какие фильмы 80-ого кинофестиваля в Венеции следует обратить внимание?

Правила жизни
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Осень ярко Осень ярко

Эльдар Калимулин — о кино и театре, который, как известно, начинается с вешалки

Men Today
Целительная сила «убойного» цветка Целительная сила «убойного» цветка

За какие целебные свойства ценят зверобой?

Наука и жизнь
Политическое крещение Политическое крещение

Что побудило закоренелого язычника и развратника перейти в христианскую веру?

Дилетант
Вокруг Петрограда Вокруг Петрограда

Весной 1919 в России проходил вооружённый плебисцит

Дилетант
Квартира для двоих Квартира для двоих

Московская квартира в стиле экошик: натуральные материалы, богатые фактуры

SALON-Interior
Почему у коршуна острое зрение Почему у коршуна острое зрение

Какие же особенности глаза позволяют птицам так хорошо видеть?

Наука и жизнь
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
«Влюбить в морские науки»: как работает «Плавучий университет» «Влюбить в морские науки»: как работает «Плавучий университет»

Как работает «Плавучий университет», что он дает участникам?

Наука
Эротический покер: подборка из 5 игр, которые помогут оживить интимную жизнь Эротический покер: подборка из 5 игр, которые помогут оживить интимную жизнь

Чувствуете, что романтика и огонь страстей покинули вашу спальню?

Psychologies
Убить пересменщика Убить пересменщика

«Подменыш»: хоррор отцовства

Weekend
Как понять, что мужчина женат Как понять, что мужчина женат

7 признаков, которые выдают изменщика

Лиза
Если мир опрокинется Если мир опрокинется

Окончание фантастического рассказа Елены Ворон

Наука и жизнь
Автомобили Автомобили

Лимитированные версии и прорывные технологии в автомобильной сфере

Robb Report
Пограничное состояние Пограничное состояние

Как криптобиржи помогут обойти санкции

FP. BusinessReview
Разработчик приложения Ayana: «Языки и культуру малых народов спасет искусственный интеллект» Разработчик приложения Ayana: «Языки и культуру малых народов спасет искусственный интеллект»

Что собой представляет проект Ayana и какие возможности он открывает

ФедералПресс
Радиоактивность, которая лечит Радиоактивность, которая лечит

Ядерная медицина — одно из наиболее динамично развивающихся направлений науки

Наука
Станислав Лем Станислав Лем

Правила жизни писателя Станислава Лема

Правила жизни
Обвисшая грудь у мужчин: что это значит и как убрать? Обвисшая грудь у мужчин: что это значит и как убрать?

Разбираемся, почему у мужчин отвисает грудь и как с этим бороться

Maxim
Гимназия Санкт-Петербургской Академии наук: создание и становление Гимназия Санкт-Петербургской Академии наук: создание и становление

История первой гимназии Санкт-Петербургской Академии наук

Знание – сила
Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной

К концу XIX века мало кто сомневался, что ближайшие планеты населены

Наука и жизнь
Круче, чем в балете Круче, чем в балете

Чем полезны приседания плие (и как их правильно выполнять)

Лиза
Машины лечат людей: как нейросети используют в российской медицине Машины лечат людей: как нейросети используют в российской медицине

Россия начала активно разрабатывать нейросети в системе здравоохранения

ФедералПресс
Играющие резиденты: зачем теннисистам личный бухгалтер Играющие резиденты: зачем теннисистам личный бухгалтер

Почему теннисисты могут отказаться от турнира из-за налогов?

Forbes
Чтим кодекс Чтим кодекс

Алименты для пап и еще ряд изменений в законах с сентября 2023 года

Лиза
По дороге в Нальчик По дороге в Нальчик

Автопутешествие в горы мне запомнилось прежде всего невероятным смешением красок

Отдых в России
Как инвестбанкир Евгений Коган стал медиаперсоной и зарабатывает на личном бренде Как инвестбанкир Евгений Коган стал медиаперсоной и зарабатывает на личном бренде

Как инвестбанкир Евгений Коган стал главной финансовой звездой в Telegram

Forbes
«Наше кино является нашим лицом» «Наше кино является нашим лицом»

Режиссер Егор Кончаловский о советском кино, американской мечте и русских Рэмбо

FP. BusinessReview
Открыть в приложении