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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
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.
Matériaux pour cette étape :
Barre plate en acier à outils1 pièceOutils nécessaires :
Lime à métaux
Chignole à main
Pied à coulisse numérique 6 pouces
Forge de forgeron
Baquet de trempe
Lunettes de sécurité2
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.
Matériaux pour cette étape :
Baguette de bois dur2 pièces
Rond en acier doux0.3 mOutils nécessaires :
Lime à métaux
Forge de forgeron
Baquet de trempe3
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.
Matériaux pour cette étape :
Feuille de laiton1 pièce
Fil de lin ciré3 mOutils nécessaires :
Cisaille à tôle
Chignole à main
Lime à métaux4
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.
Outils nécessaires :
Lime à métaux5
5
Cast the weights
Cast the weights
Melt brass and cast a row of plain cylinders a little heavy in green sand.
Matériaux pour cette étape :
Lingot de laiton2 kg
Charbon de bois1 as required
Sable de moulage5 kgOutils nécessaires :
Forge de forgeron
Creuset en argile réfractaire
Pince à creuset
Châssis de moulage (chape et fond)
Gants de soudeur6
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.
Matériaux pour cette étape :
Eau1 litreOutils nécessaires :
Éprouvette graduée
Lime à métaux7
7
A binary set of weights
A binary set of weights
Chargement du 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.
Matériaux
9- Espace réservé
- 2 piècesEspace réservé
- 0.3 mEspace réservé
- 1 pièceEspace réservé
- Espace réservé
- 2 kgEspace réservé
- 1 as requiredEspace réservé
- 5 kgEspace réservé
- 1 litreEspace réservé
Outils requis
12- Espace réservé
- Espace réservé
- Espace réservé
- Espace réservé
- Espace réservé
- Espace réservé
- Espace réservé
- Espace réservé
- Espace réservé
- Espace réservé
- Espace réservé
- Espace réservé
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