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Equal-Arm Balance on a Knife Edge, with a Set of Brass Weights
The oldest weighing machine is a beam with equal arms balanced on a pivot, a pan hanging from each end: put the load in one pan and known weights in the other until the beam lies level. Balances go back to the Fourth Dynasty of Egypt. A hardened knife edge makes it sensitive and a long pointer shows the smallest tilt; the weights are cast in brass and adjusted against each other.
The picture: our diagram of the balance, its knife edge, pointer, pans and weights.
Intermediário
Two to three days
Instruções
1
1
Beam and knife edge
Beam and knife edge
File a straight beam from flat tool steel with a hole exactly in the middle and one near each end, the two end holes equally far from the centre. Forge and file a short steel knife edge, harden and temper it, and fit it through the centre hole, edge down. File a long pointer onto the beam.
Materiais para este passo:
Barra chata de aço para ferramentas1 peçaFerramentas necessárias:
Lima para metal
Berbequim de mão
Paquímetro digital de 6 polegadas
Forja de ferreiro
Balde de têmpera
Óculos de segurança2
2
Stand and bearing
Stand and bearing
Make an upright stand of hardwood with a hardened steel V-block on top, shallower than the knife edge, so the beam rocks freely. Mark a zero line behind the pointer.
Materiais para este passo:
Ripa de madeira dura2 peças
Varão de aço macio0.3 mFerramentas necessárias:
Lima para metal
Forja de ferreiro
Balde de têmpera3
3
Pans
Pans
Cut two equal brass discs, dish them slightly, drill three holes in each rim and hang each from an end hole on three equal cords.
Materiais para este passo:
Chapa de latão1 peça
Linha de linho encerada3 mFerramentas necessárias:
Tesoura de chapa
Berbequim de mão
Lima para metal4
4
Trim to level
Trim to level
With both pans empty, file the heavier side until the pointer rests on zero. Swap the pans and check again: if the pointer moves, the arms are unequal and the end holes need moving.
Ferramentas necessárias:
Lima para metal5
5
Cast the weights
Cast the weights
Melt brass and cast a row of plain cylinders a little heavy in green sand.
Materiais para este passo:
Lingote de latão2 kg
Carvão vegetal1 as required
Areia de fundição5 kgFerramentas necessárias:
Forja de ferreiro
Cadinho de argila refratária
Tenaz para cadinho
Caixa de moldação (tampa e fundo)
Luvas de soldador6
6
Adjust the weights
Adjust the weights
Balance the largest weight against a litre of water measured in the cylinder (one kilogram, our reference), filing it down until the beam is level. Make the smaller ones by balancing pairs against a larger one and against each other, filing each to level.
Materiais para este passo:
Água1 litroFerramentas necessárias:
Proveta graduada
Lima para metal7
7
A binary set of weights
A binary set of weights
A carregar o notebook Jupyter…
8
8
Limits
Limits
The balance's form and use are as Wikipedia describes; the sizes and the water reference are ours. Water's density changes a little with temperature, so the reference is good to a few parts in a thousand.
Materiais
9- Referência
- 2 peçasReferência
- 0.3 mReferência
- 1 peçaReferência
- Referência
- 2 kgReferência
- 1 as requiredReferência
- Referência
- 1 litroReferência
Ferramentas necessárias
12- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
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