Bilancia idrostatica
Descrizione
L’asta principale di sostegno della bilancia è fissata ad una base di agata provvista di tre piedini e di due viti di livellamento. Il giogo è sospeso all’asta di sostegno tramite un semplice meccanismo, che ne consente il movimento verticale, comandato da una ghiera solidale ad una ruota dentata con dispositivo di fermo. Alle estremità del giogo sono situate due viti di correzione. Il giogo, munito di coltelli in acciaio, porta all’estremità due piatti, di cui quello con il diametro più grande con gli archi lunghi e il minore munito inferiormente di un gancio. A questo viene appeso un cilindro cavo a cui è appeso a sua volta un cilindro massiccio che si adatta perfettamente al primo. E’ presente un ulteriore piatto mobile identico al piatto maggiore.
Infine al centro della struttura si trova un filo a piombo per la regolazione del giogo.
Funzionamento
Lo strumento serve a dimostrare il principio di Archimede, secondo il quale un corpo immerso in un liquido riceve una spinta verso l’alto di intensità pari al peso dell’acqua spostata.
pinto in alto il giogo della bilancia e fissatolo, si sospende al di sotto di uno dei due piatti il cilindro cavo e sotto di esso il cilindro massiccio il cui volume è esattamente uguale alla capacità volumetrica del primo. A questo punto si equilibra il giogo della bilancia collocando nell'altro piatto delle masse e si posiziona sotto ai cilindri un recipiente cilindrico in vetro pieno d'acqua quasi fino all'orlo.
Dopo aver fissato il giogo si immerge il cilindro massiccio nel recipiente fino a coprirne tutta la superficie. Abbassando l'asta di sostegno, l'equilibro del giogo della bilancia non sussiste più, poichè esso ruota in senso orario tendendo a far emergere dall'acqua il cilindro. Quando questo non era immerso nell'acqua, la sua forza peso veniva completamente equilibrata dalla forza peso associata alle masse collocate nell'altro piatto della bilancia; infatti il giogo della bilancia si trovava in perfetto equilibrio. Evidentemente l'immersione del cilindro in acqua provoca su di esso la nascita di una forza che tende a sollevare il corpo stesso. A tale forza di sostentamento si dà il nome di spinta archimedea.
Per provare la spinta d'Archimede è pari al peso del volume di liquido spostato dal cilindro massiccio, si versa nel cilindro cavo un po' alla volta dell'acqua fino a riempirlo quasi completamente. Gradualmente il giogo della bilancia ruota fino a ritornare in equilibrio.
Dati tecnici
Costruttore: Rrueprrecht
Anno costruzione: -
Data di acquisizione: tra il 1904 e il 1924
Dimensioni: altezza = 64 cm ; larghezza = 45 cm ; diametro piatti = 14 cm
Peso
Materiali: ottone, agata, piombo
Scritte: 57/1411 ; N1708