Самодельные весы для небольших предметов

Взвесить предмет массой до 50 г помогут самые простые равноплечные весы, показанные на рис. 1. Главная деталь весов – деревянная линейка (школьная) длиной 50 см, которую укладывают на карандаш. Таким образом у нас получается рычаг 1-го рода, у которого силы расположены по обе стороны от опоры. Если карандаш расположить точно под центром тяжести линейки, сумма моментов сил, действующих на обе части линейки относительно точки опоры (карандаша) будет равна нулю, то есть линейка окажется в равновесии, причем будет сохранять это состояние равновесия при наличии одинаковых нагрузок на концах линейки, что и позволяет использовать систему «линейка-карандаш» в качестве рычажных весов.

Рис. 1. Весы из деревянной линейки, установленной на карандаше

Для размещения взвешиваемого предмета и разновесов служат чашки, укрепленные на концах линейки. Если предполагается взвешивать сыпучий материал, то для такой чашки лучше всего подойдет пластиковое донышко от баночки небольшого диаметра (30…40 мм). При взвешивании отдельных предметов вместо чашек лучше установить небольшие диски, на которых удобнее размещать и эти предметы, и гирьки. В обоих случаях необходимо отметить у чашек или дисков их центры и стараться располагать предметы и гирьки именно в центрах, так как от этого в значительной степени зависит точность взвешивания.

При определении массы отдельного предмета разновесы размещают на правой чашке, а взвешиваемый предмет – на левой. Такой порядок использования чашек вызван тем, что в этом случае приходится манипулировать разновесами, а это удобнее делать с правой стороны. При необходимости получить определенную дозу сыпучего вещества, наоборот, размещать гири предпочитают в левой чашке, а на правой – взвешиваемое вещество (которое досыпают или отсыпают по мере необходимости).

Чувствительность весов из линейки и карандаша достаточно высока даже при использовании в качестве опоры 6-гранного карандаша и позволяет улавливать при взвешивании даже миллиграммы.

Однако точность подобных измерений сильно зависит от того, насколько равны плечи рычага (линейки), поэтому самодельные весы, показанные на рис. 2, имеют значительно большую точность взвешивания. Такие весы состоят из коромысла, подвешенного за середину. Для размещения разновесов и взвешиваемого груза к коромыслу привязаны чашки. Для определения положения равновесия на коромысле укрепляют стрелку. Несколько витков проволоки, намотанных на более легком плече коромысла, служат для первоначального уравновешивания весов.

Рис. 2. Весы из подвешенной деревянной линейки: 1 – стрелка; 2 – подвеска; 3 – проволочные витки для уравновешивания

Подобное коромысло проще всего изготовить из той же школьной деревянной линейки, просверлив в ней три отверстия: в центре линейки – для подвешивания коромысла, по концам – для крепления чашек. При этом центральное отверстие располагают ближе к верхнему краю коромысла, а крайние – к нижнему. Такое положение отверстий обеспечивает необходимую «вертикальность» положения плоскости линейки.

Для чашек, как уже говорилось, подойдут донышки или крышки от пластиковой тары.

Собрав весы, вы обнаружите, что одно из плеч коромысла легче другого. Тогда на более легкое плечо наматываем несколько витков проволоки и добиваемся равновесия, установив стрелку вертикально. Более точную подгонку осуществляют, уже перемещая по линейке витки проволоки.

В качестве подвесок используют любые нитки. Но лучше всего для этой цели подойдет капроновая леска. Для повышения чувствительности весов не забудьте края центрального отверстия обработать наждачной бумагой, сняв с них небольшую фаску.

Коромысло таких весов проще изготовить из проволоки, как показано на рис. 3. Однако проволочное коромысло легче деформируется, чем деревянная линейка.

Рис. 3. Коромысла из проволоки

А можно ли чем-нибудь заменить так необходимые при взвешивании разновесы заводского изготовления? Конечно можно, например «медными» монетами советской чеканки, которые имели достаточно точную массу. Так, монета достоинством в 1 копейку весила 1 г, а 2-, 3- и 5- копеечные монеты весили соответственно 2, 3, и 5 г (рис. 4).

Рис. 4. «Медные» монеты – разновесы

Более мелкие разновесы получают так. Подбирают с помощью соответствующего разновеса кусок медной проволоки массой 1 г, с помощью линейки и кусачек делят его на 10 равных частей. В результате получают 10 гирек по 100 мг (или 20 по 50 мг). Точность более мелких разновесов, сделанных таким способом, будет не очень велика.

Ситуация осложнится, если в наличии нет ни готовых разновесов, ни старых «медных» монет. Но положение не безнадежно. Возьмите толстую стальную проволоку. Известно, что погонный метр стальной проволоки диаметром 4 мм весит 99 г, диаметром 5 мм – 154 г, диаметром 6 мм – 222 г, диаметром 8 мм – 395 г, диаметром 10 мм – 617 г. Учтите, что эти данные справедливы только для углеродистой стали, для легированной стали эти соотношения будут другими.

Разделив отрезок проволоки на мерные куски, вы получите самодельные гири, с помощью которых удается определять массу предметов (до 50 г) с точностью до долей грамма.

Как видите, все достаточно просто.