Работа при уравновешивании рычажных весов

[EUgeneUS]

realeugene в сообщении #1436081 писал(а):

На самом деле, важно только то, как именно поднимается центр тяжести коромысла вместе с пустыми чашами при отклонении стрелки от вертикали

Почему именно с пустыми чашками?
Важно как поднимается центр тяжести всей системы при различных массах в пределах диапазона измерений.

-- 20.01.2020, 10:36 --

Toolt в сообщении #1436083 писал(а):

Допустим, в учебнике просто будет такая задача: какова потенциальная энергия гири, расположенной на чаше неуравновешенных весов, если весы временно зафиксировали?

Такой задачи в учебнике быть не может.

[Amw]

realeugene в сообщении #1436077 писал(а):

Делают ли центр тяжести рычага без чашек ниже центра вращения, я проверить не могу. Для этого нужно снять чашки, мне весы жалко.

Не снимайте - я снял, S-образный подвес сломал. Хотел разогнуть, а он оказался каленым... Уверяю Вас - делают так, как надо, а надо так, повторяю, чтобы ц.т. коромысла с учетом веса пустых чашек был ниже центральной опоры на величину, определяемую требуемой чувствительностью весов.

realeugene в сообщении #1436077 писал(а):

Но то, что точки закрепления грузов находятся чуть ниже центра вращения, это я вижу.

Не видите, там тоже призмы и их рабочая точка очень близка к верхней грани коромысла.

EUgeneUS в сообщении #1436080 писал(а):

Не соглашусь.

Это зря - вопрос предельно ясен.

EUgeneUS в сообщении #1436080 писал(а):

...не нагруженное оно будет в устойчивом положении равновесия, а нагруженное - в устойчивом.

Можно, но тогда на таких весах можно будет взвешивать только тяжелые вещи... Поэтому и делают не абы как, а как надо...

-- 20.01.2020, 10:47 --

Toolt в сообщении #1436083 писал(а):

Ну а все-таки? Допустим, в учебнике просто будет такая задача: какова потенциальная энергия гири, расположенной на чаше неуравновешенных весов, если весы временно зафиксировали?

Почитайте ту тему внимательно, иначе здесь придется всё повторять.

P.S. Пустой рычаг уравновешивается горизонтально. На моих весах.

[realeugene]

Amw в сообщении #1436086 писал(а):

Пустой рычаг уравновешивается горизонтально.

Аргумент.

[Amw]

realeugene в сообщении #1436087 писал(а):

Аргумент.

Это не аргумент - чашки тут много легче рычага, поэтому решение вопроса уравновешивания в горизонтальном положении пришлось в этом конкретном случае решать с помощью рычага. В других случаях может быть по-другому.

[Toolt]

EUgeneUS в сообщении #1436084 писал(а):

Toolt в сообщении #1436083 писал(а):

Допустим, в учебнике просто будет такая задача: какова потенциальная энергия гири, расположенной на чаше неуравновешенных весов, если весы временно зафиксировали?

Такой задачи в учебнике быть не может.

...Правда почему-то на мои первые посты в теме, где процессы объяснялись примерно в том же духе, таких замечаний не было... Ну да ладно.
Попробую переформулировать. Вот если есть потенциальная энергия сжатой пружины или натянутой тетивы лука, которая может быть превращена в кинетическую или потенциальную энергию других тел (груза, стрелы), то у неуравновешенных весов тоже есть потенциальная энергия, которая может быть передана другим телам, и за счет которой может быть совершена работа? То есть в учебнике тогда может быть задача: определить потенциальную энергию неуравновешенных весов с гирями такой-то массы и находящихся в таком-то положении? (И изначально в данной теме мне следовало использовать понятие потенциальной энергии неуравновешенных весов, а не гири? Или опять что-то неточно?).
По самой теме многое стало понятно. Спасибо.

[Amw]

Toolt в сообщении #1436092 писал(а):

То есть в учебнике тогда может быть задача: определить потенциальную энергию неуравновешенных весов с гирями такой-то массы и находящихся в таком-то положении?

Видимо нужно изменение потенциальной энергии (чего) относительно уравновешенного состояния? Вы должны делать попытки решения, а не просто спрашивать - таковы правила форума.

[Amw]

EUgeneUS в сообщении #1436084 писал(а):

Важно как поднимается центр тяжести всей системы при различных массах в пределах диапазона измерений.

А если линия, соединяющая точки подвеса проходит через точку опоры (а ц.т. коромысла ниже), то центр тяжести всей системы и его подъем не будет зависеть от веса грузов.

Toolt в сообщении #1436083 писал(а):

Допустим, в учебнике просто будет такая задача: какова потенциальная энергия гири, расположенной на чаше неуравновешенных весов

Ну и умножьте вес гири на смещение от точки равновесия... Дальше что?

[EUgeneUS]

Toolt в сообщении #1436092 писал(а):

...Правда почему-то на мои первые посты в теме, где процессы объяснялись примерно в том же духе, таких замечаний не было... Ну да ладно.

Вопроса "какова потенциальная энергия?", если не задан нулевой уровень потенциальной энергии, в учебнике быть не может.
В некоторых случаях нулевой уровень задается, так сказать, естественно: для поля точечного заряда - на бесконечности, для пружинки - в несжатом состоянии. Да и то а) в учебниках это проговаривается, б) могут быть варианты.
Если Вы хотите посчитать потенциальную энергию гири относительно положения равновесия, то это вполне понятное желание. Берете и считаете

[Toolt]

Amw в сообщении #1436095 писал(а):

Toolt в сообщении #1436092 писал(а):

То есть в учебнике тогда может быть задача: определить потенциальную энергию неуравновешенных весов с гирями такой-то массы и находящихся в таком-то положении?

Видимо нужно изменение потенциальной энергии (чего) относительно уравновешенного состояния? Вы должны делать попытки решения, а не просто спрашивать - таковы правила форума.

Если речь идет об условиях, указанных в начале темы, то очевидно, что потенциальная энергия неуравновешенных весов (с гирей на "нижней" чаше в момент помещения на "верхнюю" чашу такой же гири), будет равна работе, которую нужно совершить, поднимая нижнюю гирю с нижнего положения до высоты устойчивого равновесия (на самом деле несколько больше, так как расстояние верхней гири от положения равновесия больше, чем нижней, ну и еще возможно необходимо учитывать влияние веса рычага).

-- 20.01.2020, 15:19 --

EUgeneUS в сообщении #1436099 писал(а):

Если Вы хотите посчитать потенциальную энергию гири относительно положения равновесия, то это вполне понятное желание. Берете и считаете

Потенциальная энергия гири относительно некоей нулевой высоты - это конечно и так понятно. Имелось в виду отдельно оценить потенциальную энергию гири в чаше весов. Скорее всего здесь у меня неправильный подход в принципе: наверное неправильно говорить о потенциальной энергии заряженной в арбалете стрелы или пули в патроне, правильнее говорить о потенциальной энергии натянутой тетивы и пороха и т.д. ... Или все-таки можно говорить о потенциальной энергии стрелы, заряженной в арбалете? (По аналогии с камнем, лежащим на краю скалы).

[Amw]

Toolt в сообщении #1436103 писал(а):

...очевидно, что потенциальная энергия неуравновешенных весов (с гирей на "нижней" чаше в момент помещения на "верхнюю" чашу такой же гири), будет равна работе, которую нужно совершить, поднимая нижнюю гирю с нижнего положения до высоты устойчивого равновесия

Какая-то белиберда... А на трение энергия не тратится?

Toolt в сообщении #1436103 писал(а):

...расстояние верхней гири от положения равновесия больше, чем нижней...

Это как-это?

[EUgeneUS]

Toolt в сообщении #1436103 писал(а):

Имелось в виду отдельно оценить потенциальную энергию гири в чаше весов.

Отдельно от чего?
Отдельно от задания нулевого уровня потенциальной энергии - нельзя.
Отдельно от потенциальной энергии другой гири на другой чашке - почему бы и нет.

Toolt в сообщении #1436103 писал(а):

наверное неправильно говорить о потенциальной энергии заряженной в арбалете стрелы или пули в патроне,

Поговорить-то можно например: "потенциальная энергия стрелы в арбалете $U = mgh$, где $h$ - расстояние от горизонтальной поверхности (пола, земли) до стрелы".

[Munin]

Toolt в сообщении #1436083 писал(а):

Допустим, в учебнике просто будет такая задача: какова потенциальная энергия гири, расположенной на чаше неуравновешенных весов, если весы временно зафиксировали?

Такой задачи в учебнике не будет, и надо понимать, по какой причине:
В этой задаче недоопределена конструкция весов.
Но если описать её достаточно подробно - то такую задачу задать можно, и она будет вполне решаемая, но уже банальная :-)

[Toolt]

Amw в сообщении #1436108 писал(а):

Toolt в сообщении #1436103 писал(а):

...расстояние верхней гири от положения равновесия больше, чем нижней...

Это как-это?

Об этом говорилось выше: За счет того, что точка подвеса коромысла у весов выше центра тяжести весов, то при повороте коромысла вокруг точки подвеса (отклонения коромысла от горизонтали) чаши в верхней и нижней точке отклоняются от линии равновесия на разные расстояния.

-- 20.01.2020, 15:44 --

EUgeneUS в сообщении #1436110 писал(а):

Поговорить-то можно например: "потенциальная энергия стрелы в арбалете $U = mgh$, где $h$ - расстояние от горизонтальной поверхности (пола, земли) до стрелы".

Не-не, шутки это хорошо, но Вы прекрасно поняли о чем вопрос, не надо уходить.

[Amw]

Toolt в сообщении #1436113 писал(а):

...точка подвеса коромысла у весов выше центра тяжести весов

Во-первых не ц.т. весов, а линии, соединяющей точки крепления грузов, во-вторых - это ещё не факт. Впрочем задача Ваша - можете сочинять любую конструкцию.
В-третьих, причем тут "от горизонтали", если речь о пот.энергии?
И наконец, когда предоставите Ваши попытки решения, или хотите, чтоб модератор тему закрыл?

[Emergency]

Давайте посмотрим на хорошие аналитические весы.

У них есть золоченые чашки для груза и разновесов (гирек); алюминиевые демпферы (стакан в стакане) для гашения колебаний; механизм навешивания гусариков (легких гирек от 20 мг в виде проволочных колечек); две регулировочные гайки на шпильках в просветах коромысла справа и слева для уравновешивания пустых весов; регулировочная гайка сверху коромысла по центру для регулировки чувствительности (в верхнем положении гайки может получиться триггер, ниже балансир, еще ниже весы с заданной ценой деления); проектор шкалы (спереди под круглым матовым стеклом); арретир (черная круглая ручка посередине внизу) для фиксации коромысла и чашек; основание; стеклянный корпус для защиты весов от пыли и движения воздуха. И, конечно, опора коромысла и подвесы чашек сделаны из полированных агатовых призм.