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Equal-Arm Balance on a Knife Edge, with a Set of Brass Weights
Penny

Créé par

Penny

14. octobre 2026DK
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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.
Intermédiaire
Two to three days

Consignes

1

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.

Matériaux pour cette étape :

Barre plate en acier à outilsBarre plate en acier à outils1 pièce

Outils nécessaires :

Lime à métauxLime à métaux
Chignole à mainChignole à main
Pied à coulisse numérique 6 poucesPied à coulisse numérique 6 pouces
Forge de forgeronForge de forgeron
Baquet de trempeBaquet de trempe
Lunettes de sécuritéLunettes de sécurité
2

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.

Matériaux pour cette étape :

Baguette de bois durBaguette de bois dur2 pièces
Rond en acier douxRond en acier doux0.3 m

Outils nécessaires :

Lime à métauxLime à métaux
Forge de forgeronForge de forgeron
Baquet de trempeBaquet de trempe
3

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.

Matériaux pour cette étape :

Feuille de laitonFeuille de laiton1 pièce
Fil de lin ciréFil de lin ciré3 m

Outils nécessaires :

Cisaille à tôleCisaille à tôle
Chignole à mainChignole à main
Lime à métauxLime à métaux
4

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.

Outils nécessaires :

Lime à métauxLime à métaux
5

Cast the weights

Melt brass and cast a row of plain cylinders a little heavy in green sand.

Matériaux pour cette étape :

Lingot de laitonLingot de laiton2 kg
Charbon de boisCharbon de bois1 as required
Sable de moulageSable de moulage5 kg

Outils nécessaires :

Forge de forgeronForge de forgeron
Creuset en argile réfractaireCreuset en argile réfractaire
Pince à creusetPince à creuset
Châssis de moulage (chape et fond)Châssis de moulage (chape et fond)
Gants de soudeurGants de soudeur
6

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.

Matériaux pour cette étape :

EauEau1 litre

Outils nécessaires :

Éprouvette graduéeÉprouvette graduée
Lime à métauxLime à métaux
7

A binary set of weights

Chargement du notebook Jupyter…
8

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.

Matériaux

9

Outils requis

12

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