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

Древняя змея и ископаемая летучая мышь из раннего плейстоцена Древняя змея и ископаемая летучая мышь из раннего плейстоцена

Пещера Таврида в Крыму — кладезь фауны эпохи раннего плейстоцена

Наука и жизнь
12 главных проблем, которые создает трезвый образ жизни 12 главных проблем, которые создает трезвый образ жизни

Почему воздержание от алкоголя — плохая идея

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

Какие из их предсказаний писателей о будущем книг сбылись?

Наука и жизнь
Пограничное состояние Пограничное состояние

Как криптобиржи помогут обойти санкции

FP. BusinessReview
Конец Орды Конец Орды

При Иване III Московское княжество освободилось от ордынской зависимости

Дилетант
Привлечь и удержать Привлечь и удержать

Кадровая проблема в АПК остается системной

Агроинвестор
Сеанс пацифизма Сеанс пацифизма

Две самые страшные военные картины в истории

Men Today
Терминатор Т-800 Терминатор Т-800

Правила жизни Терминатора Т-800

Правила жизни
От лифта на орбиту до встречи с марсианами От лифта на орбиту до встречи с марсианами

Какие инновации и тренды будут определять развитие космической отрасли

РБК
Близкий Дальний Восток, новая Анапа и поезд вместо ракет Близкий Дальний Восток, новая Анапа и поезд вместо ракет

Как мы будем путешествовать по России через 30 лет

РБК
Как мужчине ухаживать за лицом, чтобы в 40 лет оно не скукожилось Как мужчине ухаживать за лицом, чтобы в 40 лет оно не скукожилось

Врач-дерматолог рассказывает о тонкостях мужского ухода за кожей лица

Maxim
«Граф» Пабло Ларраина: что будет, если диктатор окажется бессмертным вампиром «Граф» Пабло Ларраина: что будет, если диктатор окажется бессмертным вампиром

Как история о диктаторе-вампире оказывается менее интересной, чем ожидаешь

Forbes
Сила и мысли Сила и мысли

Чувство мышцы помогает ее растить. Однако есть нюансы

Men Today
Мимо ехали евреи Мимо ехали евреи

«И ясно, что евреи виноваты, осталось только летопись найти»

Дилетант
Это мы не проходили Это мы не проходили

Высшее образование становится бессмысленным, но учиться приходится всю жизнь

Men Today
Женская импульсивность: «виноваты» гормоны и Луна Женская импульсивность: «виноваты» гормоны и Луна

Что управляет «приливами» и «отливами» в организме женщины?

Здоровье
Музей на свалке Музей на свалке

Экспозицию этого музея сравнивают с машиной времени

Отдых в России
Что происходит с морскими жителями во время ураганов? Что происходит с морскими жителями во время ураганов?

Замечают ли обитатели океанов стихию, что бушует на поверхности?

ТехИнсайдер
Доктор и политик: как Анна Шабанова боролась за право работать и голосовать Доктор и политик: как Анна Шабанова боролась за право работать и голосовать

Анна Шабанова: одна из первых женщин-врачей и феминисток России?

Forbes
С видом на будущее С видом на будущее

Большая уютная квартира для семьи из трех поколений

SALON-Interior
Украшения Украшения

Оригинальная форма, полёт фантазии и виртуозная техника исполнения

Robb Report
Политическое крещение Политическое крещение

Что побудило закоренелого язычника и развратника перейти в христианскую веру?

Дилетант
Гвоздика Гвоздика

В античной медицине её считали средством, укрепляющим желудок и печень

Здоровье
Все будет гладко Все будет гладко

Целлюлит: генетика или лень? Мнение врачей

Лиза
Яхты Яхты

Новая философия жизни на борту за счёт смелых технических решений

Robb Report
Искусственный разум и проблемы жизни Искусственный разум и проблемы жизни

Как должны складываться отношения искусственного разума и его создателя?

Правила жизни
8 фраз, которые ребенок никогда не простит родителям 8 фраз, которые ребенок никогда не простит родителям

Родительские фразы, брошенные сгоряча, которые ребенок запомнит на всю жизнь

Psychologies
Загадка сексуальности: чем женское либидо отличается от мужского Загадка сексуальности: чем женское либидо отличается от мужского

Как жизненные изменения сказываются на нашем либидо?

Psychologies
Надо жить начать обратно: история последнего альбома Nirvana — In Utero Надо жить начать обратно: история последнего альбома Nirvana — In Utero

Рассказываем об альбоме, бесповоротно изменившем рок-музыку

Правила жизни
Перезагрузка Перезагрузка

Sollers: продолжение следует

Автопилот
Открыть в приложении