Все мы хотя бы раз или два в жизни вставали на напольные весы. В этой статье мы рассмотрим, как работают напольные весы. Вот шкала, которую мы будем исследовать сегодня:
Когда вы снимаете крышку, вы видите большой циферблат, реечную шестерню, которая поворачивает циферблат, пружину и довольно странное расположение четырех рычагов, пересекающих внутреннюю часть:
Под верхней крышкой находятся 4 скобы, которые входят в рычаги:
Эти скобки обеспечивают равномерное распределение веса на верхней части весов (вы) на рычаги.
Четыре рычага весов работают как один. Их четыре, потому что это значительно упрощает распределение веса. Рычаги соединяются с пластиной на конце пружины. Аранжировка примерно такая:
На этом рисунке видно, что на длинный рычаг, закрепленный на левом конце, действует вес очень близко к закрепленному концу. На правом конце рычага вес значительно уменьшается на отношение, определяемое относительной разницей между длиной от левого конца до груза и расстоянием от левого конца до правого конца. Как вы можете видеть на этой диаграмме, соотношение составляет 1:12. Таким образом, если человек весом 120 фунтов стоит на весах, только 10 фунтов «ощущаются» на правом конце весов. Следующие три рисунка показывают расположение рычагов в этой шкале:
Два основных рычага заканчиваются пластиной, на которой находится главная пружина весов. Здесь вы можете увидеть, почему в масштабе используется соотношение 1:12 - оно значительно уменьшает размер пружины. Пружина должна выдерживать только 20 или около того фунтов. Без рычагов пружина должна была бы выдерживать 240 фунтов, и для этого она должна была бы быть намного больше. Это также должно быть намного точнее.
Весна и весенняя тарелка
Пружина и пружинная пластина показаны на следующих двух рисунках:
Вы можете видеть, что пластина пружины движется вверх и вниз. Это движение вверх-вниз преобразуется поворотом в движение из стороны в сторону. Это движение передается реечной схеме, показанной здесь:
Реечная передача превращает движение из стороны в сторону в круговое движение, чтобы повернуть циферблат.