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Bilancia a due bracci (bilancia a due piatti)

Descrizione e funzionamento della bilancia a due bracci

La bilancia a due bracci (o bilancia a due piatti) è un tipo di bilancia impiegata nella misurazione di masse mediante confronto con masse campione.

La bilancia a due bracci consiste essenzialmente in una leva di primo genere, nella quale le forze applicate ai bracci sono le forze peso delle masse da confrontare.

Quando all'estremità di una leva di primo genere viene applicata una forza, si determina un momento rotatorio. Perché la leva non ruoti, è necessario che all'altra estremità sia applicata una forza di uguale intensità, tale che le due forze applicate creino dei momenti che si annullino a vicenda.

leva nella bilancia a due bracci

In formula ciò è espresso come segue:

F1 ∙ I1 = F2 ∙ I2

Siccome la lunghezza dei due bracci della leva sono uguali (I1 = I2), l'equilibrio si ha quando anche le forze peso applicate ai due bracci sono uguali (F1 = F2).

Elementi principali di una bilancia a due bracci

Di seguito vengono elencati gli elementi principali di una bilancia a due bracci (si veda immagine seguente):

  • giogo: il giogo A è l'elemento rigido che funge da leva;
  • sostegno: il sostegno B è l'elemento sul quale è posato il giogo;
  • fulcro: il fulcro C è il punto attorno al quale ruota il giogo. Il fulcro consiste in un coltello ad angolo molto acuto, solidale col giogo, che poggia su una piastrina all'estremità del sostegno;
  • coltelli: oltre al coltello del giogo vi sono i coltelli D sui cui poggiano i piatti della bilancia;
  • piatti: i piatti E sono gli organi destinati a sostenere le masse da confrontare.

bilancia a due bracci

Elementi principali di una bilancia a due bracci.

Come si procede per la misura della massa

La misura della massa da rilevare viene fatta per contrapposizione: ciò significa che l'oggetto di cui vogliamo determinare la massa (esempio: penna, temperino, sasso, sabbia, ecc.) viene posto su uno dei due piatti mentre sull'altro piatto vengono poste delle masse campione (elementi con masse note) sino a quando la bilancia è perfettamente in equilibrio.

A questo punto la massa da determinare è esattamente uguale alla somma delle masse campione poste sul secondo piatto.

E' sufficiente calcolare il valore complessivo delle masse campione per conoscere anche il valore della massa da determinare.

bilancia a due bracci esempio di pesata

Esempio di pesata con la bilancia a due bracci. L'oggetto di cui si vuole conoscere la massa è la mela. Su un piatto della bilancia viene posto la mela mentre sull'altro piatto vengono poste delle masse campione sino a quando la bilancia è perfettamente in equilibrio. Nel nostro caso per mantenere in equilibrio la bilancia sono necessarie: una massa da 50 g, quattro masse da 10 g e una massa da 5 g, pertanto la massa della mela è pari a 95 g.

Oltre alla bilancia a due bracci esstono altri tipi di bilance; tra esse ricordiamo:

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