Весы Роберваля
Как это устроено
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.
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.