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天平原理及其創(chuàng)新設(shè)計

時間:2014/5/16閱讀:1375
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人們在使用天平和桿稱過程中,感到用繩子吊一個盤子是一件很麻煩的事,使用起來很不方便。于是,有人托盤天平示意圖

托盤天平示意圖

想去掉這討厭的繩子,17世紀(jì)中葉,法國數(shù)學(xué)家洛貝爾巴爾發(fā)明了擺動托盤天平,托盤天平的發(fā)明被認(rèn)為是對古老的吊式天平的重大改進(jìn),至今,托盤天平仍在被廣泛使用。下圖畫的是實(shí)驗(yàn)室中常見的一種托盤天平,比17世紀(jì)的托盤天平有了很大改進(jìn)。圖中1是天平橫梁,兩端各支撐一個稱盤2。這兩部分構(gòu)成了托盤天平的骨架,體現(xiàn)了托盤天平的基本設(shè)計原理,見下面的示意圖:當(dāng)橫梁1平衡時,力矩相等,F(xiàn)1L1=F2L2,F(xiàn)1=m1g, F2=m2g,L1=L2,∴m1gL1=m2gL2,m1=m2,這就是說,由已知砝碼的質(zhì)量可知被稱量物的質(zhì)量。下圖中6為指針,7是刻度盤,指針正對準(zhǔn)刻度盤中心表示兩端達(dá)到平衡,4為游碼標(biāo)尺,8是游碼,5是調(diào)零螺母。與天平配套的還有砝碼。

應(yīng)當(dāng)指出,托盤天平的發(fā)明并沒有使吊式天平退出歷史舞臺,相反,吊式天平不僅為人們繼續(xù)使用,特別是科學(xué)家們?nèi)岳^續(xù)使用著,而且在使用中不斷改進(jìn),現(xiàn)代廣泛應(yīng)用的精密天平大都是吊式的,而托盤天平在日常生產(chǎn)和生活中用的較多,在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中大多在性要求不太高的稱量中使用。

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