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

Огонь-трава Огонь-трава

Повстречав это растение на своём пути, непременно замедлишь шаг

Наука и жизнь
Итак, она была… брюнеткой Итак, она была… брюнеткой

Как отличаются героини эпохальных романов и актрисы, играющие их в экранизациях

Знание – сила
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Они ушли на взлете: 12 лет назад под Ярославлем разбился самолет с хоккейной командой «Локомотив» Они ушли на взлете: 12 лет назад под Ярославлем разбился самолет с хоккейной командой «Локомотив»

История «небесной команда»: что с ней произошло?

ТехИнсайдер
Земля. Прятки под мантией Земля. Прятки под мантией

Ядро Земли перестало вращаться, электромагнитное поле нашей планеты разрушается

Наука и жизнь
Фокусы престолов Фокусы престолов

«Зимний король»: артуровские легенды в формате «как оно было на самом деле»

Weekend
Воздушный океан... Воздушный океан...

Мы все живём где-то на дне воздушного океана

Наука и жизнь
Пойдем гулять? Пойдем гулять?

Как защитить собаку на прогулке

Лиза
Как связаны принцессы Диснея и самооценка детей: интересное исследование! Как связаны принцессы Диснея и самооценка детей: интересное исследование!

Как дети выбирают любимых принцесс и что это о них говорит?

ТехИнсайдер
Пришло время поговорить. Как понять и поддержать подростка Пришло время поговорить. Как понять и поддержать подростка

Что нужно сделать матери, которая хочет выслушать своего ребенка

СНОБ
Риски замещения Риски замещения

В особенностях новых финансовых инструментов разбирались «Деньги»

Деньги
5 неочевидных причин, вызывающих проблемы с эрекцией 5 неочевидных причин, вызывающих проблемы с эрекцией

Факторы, которые могут влиять на эрекцию

Maxim
Стрелки на глазах: какие выбрать и как правильно нарисовать Стрелки на глазах: какие выбрать и как правильно нарисовать

Стрелки на веках — один из самых актуальных вариантов макияжа в 2023 году

РБК
В новом пикапе Fisker Alaska будет крепление для ковбойской шляпы В новом пикапе Fisker Alaska будет крепление для ковбойской шляпы

Компания Fisker рассказала об особенностях своей новой модели Alaska

4x4 Club
Ракушки помогут раскрыть загадку исчезновения малазийского «Боинга» Ракушки помогут раскрыть загадку исчезновения малазийского «Боинга»

Недавно ученый предложил оригинальный способ обнаружить место крушения самолета

ТехИнсайдер
Как носить маленькое черное платье, если тебе за 50: советы экспертов Как носить маленькое черное платье, если тебе за 50: советы экспертов

Идеальное LBD может служить годами — его не надо менять из сезона в сезон

VOICE
Выжать все лишнее. Продукты, вызывающие отеки (не ешь их на ночь) Выжать все лишнее. Продукты, вызывающие отеки (не ешь их на ночь)

Иногда проблема отечности связана с неправильным питанием

Лиза
О вреде газлайтинга для газлайтера О вреде газлайтинга для газлайтера

«Только ты и я»: экранизация французского феминистского бестселлера

Weekend
«Каждый день – новая мечта» «Каждый день – новая мечта»

Графику десятилетней Евы Смирновой могут удивиться даже самые занятые взрослые

OK!
Физики после 67 лет поисков поймали «демона»: безмассовую, нейтральную частицу Физики после 67 лет поисков поймали «демона»: безмассовую, нейтральную частицу

Группа исследователей обнаружила безмассовую нейтральную частицу

ТехИнсайдер
Как продлить любовь: 6 научно доказанных советов Как продлить любовь: 6 научно доказанных советов

Как сделать любовные отношения счастливыми и долговечными?

Psychologies
Очищенную воду можно получить прямо из тумана Очищенную воду можно получить прямо из тумана

Разработан метод, позволяющий собирать воду из тумана и одновременно очищать ее

ТехИнсайдер
Сломанные ребра, радиоактивная косметика и глисты для похудения: как женщины прошлого издевались над собой ради красоты Сломанные ребра, радиоактивная косметика и глисты для похудения: как женщины прошлого издевались над собой ради красоты

Бьюти-процедуры из прошлого, в существование которых сегодня верится с трудом

ТехИнсайдер
Виноват шоколад: история конфет с алкоголем Виноват шоколад: история конфет с алкоголем

Как появились конфеты с алкоголем и изменили мир кондитерских изделий

СНОБ
Кого убила Вирджиния Вулф: как женщины обретали себя и свою силу благодаря литературе Кого убила Вирджиния Вулф: как женщины обретали себя и свою силу благодаря литературе

Существует литература — существуют писательницы. Что такое «женское письмо»

Forbes
Исследование: 4000 шагов в день достаточно для того, чтобы снизить риск ранней смерти Исследование: 4000 шагов в день достаточно для того, чтобы снизить риск ранней смерти

Сколько нужно ходить в день?

ТехИнсайдер
«Что случилось с климатом» «Что случилось с климатом»

Как устроен радиоуглеродный метод датирования

N+1
Самцы партеногенетических палочников оказались бесплодными Самцы партеногенетических палочников оказались бесплодными

Мужские особи палочников бесплодны из-за нарушенного сперматогенеза

N+1
Исчезающий вид. Что такое айсвайн, или «ледяное вино» Исчезающий вид. Что такое айсвайн, или «ледяное вино»

Чем айсвайн отличается от классических вин и почему его нельзя выпить много?

СНОБ
«Пап, а ты когда придешь?» «Пап, а ты когда придешь?»

Какова роль мужчины в воспитании детей?

Psychologies
Открыть в приложении