Техника - молодёжи 1951-05, страница 30

w

) ъ л.

Весы — один из первых измерительных приборов, изобретенных человеком.

Русские ученые, инженеры и мастера всегда играли ведущую роль в развитии теории и практики весовых измерений.

Весы старинных русских мастеров отличались высоким совершенством и пользовались доброй славой.

Инициатором разработки единой рациональней международной системы мер является русский ученый академик Б. С. Якоби.

Великий русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев — создатель Главной палаты мер и весов — уделял много внимания теории и практике точного взвешивания. Менделеев разработал метод точного взвешивания и схему весов для точных взвешиваний и предложил высокосовершенную конструкцию арретира. Огромны заслуги Менделеева и в восстановлении эталонов русских мер и широкой пропаганде метрической системы.

Великая Октябрьская социалистическая революция открыла новую эру в развитии всех отраслей науки и техники.

За годы сталинских пятилеток у нас создана высоко развитая весовая промышленность со специализированными заводами, изготовляющими всевозможные весы, начиная от точнейших лабораторных, грузоподъемностью менее миллиграмма, и кончая весами-гигантами, грузоподъемностью более 100 тонн.

Особое значение приобрели весоизмерительные приборы в связи с механизацией и автоматизацией производства. Автоматические и полуавтоматические весы стали составным элементом технологического оборудования многих заводов и фабрик.

Процесс взвешивания состоит в уравновешивании силы тяжести (веса) неизвестного груза известными силами. Казалось бы, что при взвешивании измеряется вес груза. Однако это далеко не так.

На простейших рычажных весах правое и левое плечи коромысла равны, следовательно, при равновесии сила тяжести груза уравновешивается силой тяжести гирь.

Сила тяжести представляет собой произведение массы тела на ускорение свободного падения.

Рис. в заголовке: налево — метрологические весы, на которых производится взвешивание эталонных гирь; направо — современные автомобильные весы

ВЕСЫ

Кандидат технических наук С. ЩЕДРОВИЦКИИ

Рис. А. КАТКОВСКОГО

Читатель А. С. Кравченко из города Краснокамска от имени группы товарищей пишет: «Нам интересно узнать, как ученые и производственники устанавливают точный вес, как узнают вес звезд и вес атомов...»

В ответ на письмо редакция публикует эту статью.

На груз и гири, находящиеся на весах, действует одинаковое ускорение. Иными словами, величина ускорения силы тяжести не влияет на показания рычажных весов. Значит, при взвешивании на таких весах происходит не измерение веса, а измерение массы груза путем сравнения его с известной массой гирь.

Трудно представить себе рычажные весы, на которых можно было бы взвесить атом или планету.

На четвертой странице обложки художник изобразил различные методы взвешивания.

Период колебаний маятника зависит от массы его чечевицы, расстояния между ее центром тяжести и точкой подвеса и от ускорения силы тяжести. Измерив период колебаний маятника, можно вычислить ускорение силы тяжести, а следовательно, и силу земного тяготения. На рисунке 8 (на обложке) изображен маятниковый прибор, предложенный М. В. Ломоносовым. Подобными приборами пользуются геологоразведчики. По изменению периода колебаний маятника над рудной залежью можно оценить массу залежи. На том же рисунке показано «взвешивание» горы с помощью отвеса. Заметив, на какой угол отклонился от вертикали отвес, поднесенный к горе, можно

Равноплечие рычажные весы с подвес• гыми чашками

рассчитать, с какой силой притягивается он ею, и определить массу горы. Для более точных измерений ускорения силы тяжести М. В. Ломоносов предложил еще один прибор, названный им «Универсальным барометром» (рис. 4 на обложке). При изменении ускорения силы тяжести меняется вес столба ртути и происходит сжатие или расшире

ние воздуха в малой шаре. Барометр Ломоносова оказался поистине универсальным. Им пользуются не только для измерения ускорения силы тяжести, но и для измерения массы Луны по силе ее притяжения. Замечательные гравиметры (так называются приборы для измерения ускорения силы тяжести), построенные на принципе пружинных весов, разработаны и внедрены в практику геофизической разведки советскими учеными. Группа научных работников и инженеров, создавших пружинный гравиметр, во главе с руководителем работы П. И. Лукавченко удостоенз высокой награды — Сталинской премии за 1S50 год.

Принцип универсального барометра Ломоносова — уравновешивание силы тяжести весом столба жидкости — используется в конструкции гидравлических весов (рис. 3 на обложке).

В пружинных весах сила тяжести груза уравновешивается силой упругости пружины. Отсутствие трущихся частей позволяет создавать приборы чувствительностью в миллионные доли миллиграмма. В таких ультрачувствительных весах роль пружины играет кварцевая нить толщиной в несколько микрон. Угол закручивания нити измеряется с помощью «оптической стрелки» — луча света, отражаемого зеркальцем, закрепленным на весах. С помощью оригинальных крутильных весов выдающийся русский физик П. И. Лебедев впервые измерил давление света (рис.7 на обложке), составляющее всего несколько стомиллионных долей грамма на квадратный сантиметр.

Крутильные весы с тончайшей кварцевой нитью были использованы и для определения массы Земли. С помощью их вначале измеряют силу взаимного тяготения между шариком, укрепленным на крутильных весах, и неподвижным шаром, установленным на известном расстоянии от первого. Зная силу притяжения, оказываемую Землей на притягиваемые ею предметы и ее радиус, можно, используя полученные с помощью крутильных весов данные, рассчитать массу нашей планеты.

Для «взвешивания» атомов используются другие принципы. На рисунке 5-а (на обложке) художник схематически изобразил, как располагаются различные атомы смеси газов в сосуде. Тяжелые атомы скапливаются на дне, а более легкие - сверху. Сила земного притяжения, однако, слишком мала для того, чтобы можно было таким путем рассортировать атомы по их

28