
[equal-arm balance] 一种简单天平,从天平臂的中间支承点到两端称量盘之间的距离相等
等臂天平是计量科学中的基础仪器,指横梁两臂长度相等的天平类型,通过杠杆平衡原理实现物体质量的精确测量。其核心特征与工作原理如下:
等臂结构
横梁中点固定于支点,左右两臂长度严格相等,两端悬挂大小、重量相同的秤盘。被测物置于一秤盘,另一盘添加标准砝码直至横梁水平平衡,此时物体质量等于砝码总质量 。
关键组件
包含横梁、支点刀口、平衡指针、调平螺母及秤盘。高精度天平配备游码标尺,可测量小于分度值的质量 。
根据物理学杠杆定律,平衡时满足:
$$ F_1 times L_1 = F_2 times L_2 $$
因两臂等长($L_1 = L_2$)且重力加速度相同,故:
$$ m_1 = m_2 $$
即被测物质量($m_1$)等于砝码质量($m_2$)。
用于实验室精密称量、砝码检定及质量量值传递,是建立质量标准的原始仪器 。
因其公平性,常作为司法公正的标志(如正义女神像手持天平)。
古埃及早期天平(约公元前5000年)已采用等臂设计,中国战国时期《墨子》记载的“衡器”亦属此类 。
权威参考来源:
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等臂天平是一种基于杠杆原理设计的衡器,主要用于精确测量物体质量。以下是其详细解释:
等臂天平由支点位于中心的天平梁和两个等长的臂组成,两臂末端各悬挂一个称量盘。其核心特点是两臂长度相等,通过平衡已知质量砝码与待测物体实现质量比较。
不同于省力/费力杠杆,等臂杠杆(如天平)不改变力的大小,仅通过平衡状态判断质量。
如需进一步了解操作细节或历史演变,可参考、6、10等来源。
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