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

15 способов нравиться людям 15 способов нравиться людям

15 общеизвестных банальных правил: как нравиться людям

Maxim
Зарядка для ленивых Зарядка для ленивых

7 классных упражнений, которые можно выполнять, не выходя из дома

Лиза
Птичий нюх Птичий нюх

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

Наука и жизнь
Всю жизнь — в тепле Всю жизнь — в тепле

В горячих источниках жизнь коротка, но открывает новые возможности

Наука
Периодический закон работает в масштабах Вселенной Периодический закон работает в масштабах Вселенной

Зачем астрохимия моделирует процессы, протекающие в межзвёздном пространстве?

Наука и жизнь
Подделкам сгоняют рыбий жир Подделкам сгоняют рыбий жир

Чем опасен нелегальный рынок БАДов и как его побороть

Деньги
Семь подземных королей Семь подземных королей

Удивительные машины, которые можно встретить только под землей

ТехИнсайдер
Алексей Федоров: «Идея квантовых технологий уже необратимо изменила мир» Алексей Федоров: «Идея квантовых технологий уже необратимо изменила мир»

Когда ожидать квантового превосходства и какие изменения оно повлечет в будущем

РБК
Не только пуховый платок: главные достопримечательности Оренбуржья Не только пуховый платок: главные достопримечательности Оренбуржья

Оренбургская область — удивительный регион, богатый историей и культурой

ФедералПресс
Остановить отток капитала из России: варианты развития событий Остановить отток капитала из России: варианты развития событий

Президент призвал правительство контролировать отток капитала из страны

ФедералПресс
Анна Чурина: «Именно после «Олигарха» я твердо решила поступать во ВГИК» Анна Чурина: «Именно после «Олигарха» я твердо решила поступать во ВГИК»

1999 год. Центр Милана. Пьяцца Дуомо. За мной гонится мафия, я бегу, падаю

Коллекция. Караван историй
Наскальные мультфильмы Наскальные мультфильмы

Рисункам из пещеры Шове больше 30 тысяч лет

Вокруг света
Нежный возраст Нежный возраст

Лучшие идеи для обустройства и оформления детской комнаты

Добрые советы
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
Лицо в точечку Лицо в точечку

Новообразования на коже доставляют много неудобств. Как с ними быть?

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

Плюсы, минусы и особенности нанопластики

РБК
По наклонной По наклонной

Аэротруба, в которой можно летать в вингсьюте и остаться живым

ТехИнсайдер
Перспективы туризма на Чукотке: маршруты, мифы и природа Перспективы туризма на Чукотке: маршруты, мифы и природа

Чукотка активно развивает сферу туризма и восстанавливает турпоток

ФедералПресс
Французское Французское

Как можно одним словом описать человека, который уже достаточно принял на грудь?

ТехИнсайдер
Античный коммунизм Античный коммунизм

Кто всех суровее в Древней Греции?

Дилетант
Вокзал как искусство Вокзал как искусство

Вокзал Владивостока – не просто вокзал, а настоящий памятник русского зодчества

Отдых в России
Сыпь под мышками: почему появляется и как сделать, чтобы ее там не было Сыпь под мышками: почему появляется и как сделать, чтобы ее там не было

Какие причины чаще всего вызывают раздражение на коже подмышек

VOICE
Часы Часы

В списке трендов — зелёные циферблаты, титан и спецэффекты

Robb Report
5 предметов, которые исчезли из школьной программы. Навсегда ли? 5 предметов, которые исчезли из школьной программы. Навсегда ли?

Возможно, школьные дисциплины времен СССР пригодились бы и сегодня?

Psychologies
Смертельные пронумерованные Смертельные пронумерованные

«Призрачная станция»: южнокорейский хоррор о призраках в метро

Weekend
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
«Вместе навсегда» «Вместе навсегда»

8 правил, которые помогут спасти брак

Лиза
Марс — крестьянам, роботов — рабочим! Марс — крестьянам, роботов — рабочим!

«Кибердеревня»: березапанковская Россия будущего

Weekend
Яхты Яхты

Новая философия жизни на борту за счёт смелых технических решений

Robb Report
Перезагрузка Перезагрузка

Sollers: продолжение следует

Автопилот
Открыть в приложении