Весы: история и современность

Весы — устройство или прибор для определения массы тел (взвешивания) по действующему на них весу, приближённо считая его равным силе тяжести. Вес тела может быть определён как через сравнение с весом эталонной массы (как в рычажных весах), так и через измерение этой силы через другие физические величины.

Первые найденные археологами образцы весов относятся к V тысячелетию до н.э., применялись они в Месопотамии. Весы хорошо видны на папирусе ХIX династии (около 1250 года до н.э.). Согласно древнеегипетской «Книге мертвых», Анубис, на входе в подземное царство взвешивает сердце всякого умершего на особых весах, где в качестве гири выступает богиня правосудия Маат.

Каменная стела I тысячелетия до н.э. (Турция) изображает хетта, использующего вместо поперечной планки балансовых весов собственный палец.

Весы — один из древнейших приборов. Они возникли и совершенствовались с развитием торговли, производства и науки. Весь ход развития общества — в первую очередь возникновение торговли — настоятельно требовал, чтобы был изобретён прибор, способный взвешивать товар, предназначенный для продажи. И такой прибор появился. К сожалению, история не сохранила имя изобретателя весов.

Первые простейшие весы в виде равноплечие коромысла с подвешенными чашами стали применяться в древнем Вавилоне за две с половиной тысячи лет до нашей эры и в Египте за две тысячи лет до нашей эры. Все их отлично знают: коромысло с подвешенными чашами, на одну кладётся товар, на другую гири. Применялись они при меновой торговле.

А несколько позже появились неравноплечие весы с передвижной гирей — безмен. Безмен — простейшие рычажные весы. Так называемый русский безмен — металлический стержень с постоянным грузом на одном конце и крючком или чашкой для взвешиваемого предмета на другом.

Уравновешивают безмен перемещением вдоль стержня второго крючка обоймы или петли, служащих опорой стержня безмена. На римском безмене передвигается гиря, а положение точек опоры и привеса остаётся постоянным. Отсчёт ведётся по нанесённой на стержень шкале. Иногда ручные пружинные весы также называют безменом.

Эти незатейливые приборы пользовались у наших предков необычайным успехом, а весовщики — уважением и почётом. В Древнем Риме, например, либрипенсы (так именовали людей этой редкой профессии) присутствовали на всех важнейших торговых сделках. Позже их стали приглашать на такие мероприятия, которые вообще не имели ничего общего с взвешиванием: на свадьбу, на процедуру составления завещания…

С появлением гирь впервые возникла идея о стандартизации, которая, правда, получила своё полное развитие в других сферах лишь через тысячи лет! Необходимость в стандартизации гирь настолько была всем очевидна, что торговцы безропотно ей подчинились.

В то далёкое время в основе самой первой в истории системы весовых единиц — древневавилонской — лежал вес одного хлебного зерна — грана. Не кусочек золота, платины, серебра, а зерно, получаемое с таким трудом и являющееся главным продуктом до сих пор. Ну, и конечно, сыграло свою роль то обстоятельство, что зёрна самой природой были как бы стандартизированы и имели почти одинаковые размеры и массу.

Позже появилась система гирь, изготовленная человеком. Меры длины и веса, а также формы и материал гирь различались в зависимости от местных особенностей. К примеру, в Месопотамии гири изготавливались из камня или бронзы в виде груши, утки или льва. Греки применяли квадратные или прямоугольные пластины, круглые, конусообразные, трехили многогранные куски свинца или бронзы. Римляне использовали шары, кубики, круглые шайбы или призмы из бронзы, камня или свинца.

В древней Греции и Риме применялись чашечные весы с набором гирь и рычажные весы с передвижным грузом, шкала которых позволяла непосредственно считывать измерения. В более позднюю эпоху рычажные весы превратились в довольно точный измерительный инструмент за счет значительного удлинения рычага.

Вокруг гирь часто разгорались страсти, т.к. «порча» гирь, сулила торговцам дополнительную прибыль. И они этим занимались весьма часто. Слабые отзвуки волнений по поводу обмана покупателей доходят до нас в виде соответствующих записей в летописях, хрониках, других документах далёкого прошлого. вес гиря коромысло пружина.

«Неверные весы — мерзость перед господом», — эта цитата из библии подчеркивает, какое значение издревле придавали верности измерений.

На Руси вплоть до XV века заботливой хранительницей мер и весов была Церковь. В монастырях и храмах появились первые смотрители за правильностью измерений. Князья Владимир и Всеволод поручали «епископам наблюдать за мерами и весами», а за обвешивание и обмеривание велели «казнить близко к смерти».

Царь Иван Грозный вообще запретил торговцам иметь собственные гири и весы. Разрешалось пользоваться только «государственными». Царь Федор Алексеевич обязал проверять существующие меры с клеймлением их «орлёной печатью». Петр I своим указом ввел их обязательную проверку два раза в год. И лишь в 1736 году в России были созданы образцовые меры длины, веса (массы) и других измерений, с которыми обязательно сравнивали используемые в торговле гири и прочие меры.

В 1842 году в России в Петербурге было основано «Депо образцовых мер и весов», куда в 1892 году ученым-хранителем назначили Дмитрия Ивановича Менделеева. Год спустя оно стало именоваться «Главной палатой мер и весов», а сегодня называется Российским научно-исследовательским институтом метрологии и носит имя великого ученого.

В одной из лабораторий института в настоящее время имеются весы, на которые при измерении не должен даже падать… прямой солнечный луч, так как он может исказить результат измерения! Если бы можно было построить по этой же схеме вагонные весы и взвесить на них вагон с зерном, а затем, убрав одно только зёрнышко, вновь взвесить вагон, то весы сразу же отметили бы исчезновение этого единственного зерна…

В XXII веке арабский учёный аль-Хазини сделал описание сверхточных по тем меркам весов с чашками, которые ошибались максимум на 0,1%. Их использовали для того, чтобы определить плотность различных веществ, а также для распознания сплавов, выявления фальшивых монет и отличия драгоценных камней от фальшивых.

В 1586 году Галилей изобрёл специальные гидростатические весы, которые позволяли определять плотность тел.

Весы, которые использовали продавцы в период СССР, также были созданы на основе коромысла. Но, безусловно, это уже был усовершенствованный механизм, который изобрёл французский учёный Жиль Роберваль.

Знаменитые весы имели в своей основе коромысло, однако их конструкция была значительно усовершенствована Робервалем. Именно ему первому пришла в голову идея поместить коромысло весов под чашами весов, а не над ними. Чаши опирались на два стержня, входящих в систему взаимосвязанных рычагов. Во время колебаний при взвешивании система рычагов имела форму параллелограмма, а при равновесии приобретала форму прямоугольника. При этом показания весов не зависели от того, в каком месте на чаше расположен груз.

Примерно в 1850 году французский изобретатель Жозеф Беранже предложил дополнить конструкцию своего предшественника и соотечественника небольшими дополнительными рычагами на месте стоек под основным двойным коромыслом. Благодаря этому удалось сократить действие внешних сил и силы трения и, следовательно, повысить чувствительность устройства.

Инновационная конструкция весов с чашами над системой коромысел была запущена в массовое производство лишь в XX веке. Именно эти весы долгое время можно было наблюдать на прилавках советских магазинах.

Самые портативные весы на основе пружины, которые используются для взвешивания овощей на улице, в 1698 году создал немецкий изобретатель — Кристоф Вайгель. Это изобретение положило начало появлению самых разных форм и видов весов, в основе работы которых лежали разные принципы — появились крутильные и маятниковые весы.

Среди них можно также назвать изобретение гидростатических и технических квадратных весов, китайских «опиумных» и зерновых. В современном же мире человечество пользуется цифровыми весами. На сегодняшний день этот вид весов является самым распространенным и точным.