В виртуальном музее вы можете изучить разнообразные весы: лабораторные (весы коромысловые, весы Жолли); демонстрационные (весы Робенваля, циферблатные весы); специальные (весы Вестфаля, неравноплечие весы).

Современный вид физические приборы стали получать только с тридцатых годов XIX столетия, когда в Париже работали Фроман^[1] и его последователи. Сначала выработали удовлетворительную, достаточно прочную конструкцию только для весов; в 70-ые годы весы получили вполне рациональное устройство. Устройство весов того времени описано в фундаментальном учебнике «Полный курс физики» французских авторов Жамена и Вюльнера (1864 г). В начале параграфа «Весы и способы взвешивания» дается теоретическое обоснование основных правил построения чувствительных и точных весов: 1) равенство плеч коромысла, 2) большая длина коромысла (до 60 см), 3) малый вес коромысла, 4) расположение опоры коромысла и точек подвеса чашек вдоль одной прямой, 5) расположение центра тяжести коромысла ниже точки опоры, но близко к ней. Затем разъясняется каким образом правила воплощены в конструкции весов (рис.1).

Рисунок 1. Весы для точного взвешивания в защитном корпусе. Из учебника физики Жамена и Вюльнера, Т.1

Рисунок 2. Химические весы для точного взвешивания из фондов СПб АППО выполнены по французскому образцу. Арретир поднят. Габариты защитного корпуса: 54×41×16 см. Петербург. Фабрика Альбрехта. Вторая половина XIX века.

Несколько позднее (1869 г.) в отечественном учебнике физики для гимназий описывается устройство весов для точных измерений. Внешний вид раритетных весов из Музея СПб АППО им. К.Д. Ушинского (рис. 2), почти полностью совпадает с изображением в учебнике (рис. 5).

Рисунок 3. Центральная часть коромысла: 1- призма-опора, 2- рамка арретира, 3 – развилина арретира, 4 - винты для изменения положения центра тяжести

Используя терминологию из учебников физики, означенных выше, проследим как на практике воплощены основные принципы построения химических весов для точного взвешивания.

Рисунок 4. Дугообразная пластина для подвеса чашки

Коромысло ромбовидной формы длиной 20 дюймов и толщиной не более 2 мм изготовлено из тонкого листа латуни (бронзы) с вырезками для уменьшения веса. Каждое плечо коромысла разделено на 10 делений, штрихи отмечают места куда нужно подвешивать рейтер (гусарик). Гусарик – гирька из тонкой проволоки массой не более 10 мг, применение которой увеличивает точность измерений. В середине коромысла установлена стальная трехгранная призма (рис.3), обращенная острым ребром вниз и лежащая на двух пластинках из стекла. На концах коромысла привешены две медные чашки к дугообразным пластинкам. Пластинки могут быть разгибаемы или сгибаемы с помощью винтов (рис.4).
Чтобы не притуплялось остриё призмы, когда на весах ничего не взвешивается, используется развилина, которую можно поднимать и опускать с помощью скрытой в колонне системы зубчатых колес, связанных с винтом в основании колонны. Взвешивание сводится к уравновешиванию тела разновесками, которые должны привести коромысло к тому же положению, которое оно занимало до нагрузки. Поэтому перед каждым взвешиванием весы настраивают: устанавливают колонну весов вертикально с помощью отвеса; для изменения чувствительности весов при необходимости завинчивают или вывинчивают винты (рис. 3 - 4) - опускают или поднимают центр тяжести коромысла; затем опускают развилину, и наблюдая за качанием острия стрелки, прикрепленной к коромыслу, с помощью регулировочных винтов на дугообразных пластинах устанавливают острие на среднее деление шкалы, изготовленной из матового стекла.

В настоящее время при точных взвешиваниях применяют исключительно только короткоплечие весы. Теоретическое и практическое изучение условий необходимых для самой высокой степени точности взвешивания привело Д.И. Менделеева (Об упругости газов. СПб, 1875.) к формуле, выясняющей пользу употребления короткоплечих весов, особенно в случае, когда взвешивание производится при постоянной и всегда одинаковой нагрузке о пользе употребления короткоплечих весов: с уменьшением длины плеч уменьшается величина прогиба коромысла и уменьшается время его качания, что при взвешивании имеет важное практическое значение (О.Д. Хвольсон, Курс физики, Т.1)

Органайзер исследователя
1. Рассмотрите рисунке 5 из учебника физики К.Д. Краевича, где изображены химические весы. Используя материалы статьи, дайте названия деталям устройства весов: ab, mn, Ah, q, g, S, K.

Рисунок 5. Весы химические для точных измерений.

Рис. 6

2. Объясните с какой целью на противоположной стороне колонны прибора установлен отвес (рис. 6). Укажите в конструкции весов приспособление, предназначенное для реализации этой цели.
3. Прочитайте статью о лабораторных чувствительных весах, которые в настоящее время применяют на уроках физики и химии во многих школах города. Еще раз рассмотрите рисунок 2 и проведите рассуждение на тему «В учебном приборе отражается влияние развития науки и техники определенной эпохи».

---