Balanzas y Enigma de Roberval
Soy estudiante de física y aunque te sorprenda no sé ¿por qué una balanza clásica se equilibra en horizontal?.
Tiene que aparecer un momento que haga a la balanza volver al medio, debido a que el centro de masas del sistema varía de posición, pero no sé cómo calcular esa posición... Y las fórmulas para calcular el centro de masas me da que siempre está en la vertical que pasa por el punto de apoyo por lo que el momento sería nulo...
La otra pregunta, es el Enigma de la Balanza de Roverbal y cómo la posición de los pesos en los platillos no modifica en la medida.
Tiene que aparecer un momento que haga a la balanza volver al medio, debido a que el centro de masas del sistema varía de posición, pero no sé cómo calcular esa posición... Y las fórmulas para calcular el centro de masas me da que siempre está en la vertical que pasa por el punto de apoyo por lo que el momento sería nulo...
La otra pregunta, es el Enigma de la Balanza de Roverbal y cómo la posición de los pesos en los platillos no modifica en la medida.
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La balanza clásica no consiste en una varilla sujeta por su centro, si así fuera, surgirían los problemas que dices, dado que cualquier angulo de la balanza seria una posición estable (si los pesos colocados en ambos extremos son iguales). Para construir una balanza hay que introducir en el diseño una sujeción central que determine la horizontalidad del eje como posición de menor energía potencial. Existen diversos métodos y seguramente podrás imaginar muchos una vez te describa uno de ellos:
Imagina que el eje horizontal esta sujeto por dos puntos situados muy cerca del centro, pero no exactamente en el, estos dos puntos son equidistantes del centro del eje. Cuando el eje no esta horizontal, este solo se sostiene sobre la sujeción que esta desplazada hacia el lado más bajo, por lo que la longitud de cada brazo al punto de sijeccion es ligeramante diferente, eso introduce diferencias de palanca que devuelven el eje a su posición central. Si en lugar de colgar, quieres hacer una balanza de apoyo, entonces imagina que el punto de apoyo no es exactamente un punto, sino una pequeña longitud, al inclinar el eje horizaontal, veras que el punto de apoyo se desplaza hacia el lado más bajo y de nuevo tienes palancas desiguales.
El caso de la balanza de roberbal añade un elemento, los platillos están sujetos al eje horizontal, pero ademas, por su diseño, siempre permanecen en posición horizontal mediante un eje inferior que se desliza por un anillo que impide la inclinación de esta. Este diseño introduce una fuerza de reacción entre el anillo y el eje inferior exactamente igual a la fuerza por palanca que el peso ejerce sobre el platillo al no colocarse en su centro exacto, es el mismo caso que si empujas una pared, esta responderá con una fuerza de reacción exactamente igual a la que ejerces contra ella, así que tenemos un diseño en donde la fuerza de palanca por no situar el peso en el centro del platillo se ve compensada exactamente por la fuerza reactiva del anillo sobre el eje inferior que obliga al platillo a mantener la posición horizontal. Anulada esta fuerza, el eje de la balanza solo se ve afectada por el peso y no por su desviación en el eje.
La balanza clásica no consiste en una varilla sujeta por su centro, si así fuera, surgirían los problemas que dices, dado que cualquier angulo de la balanza seria una posición estable (si los pesos colocados en ambos extremos son iguales). Para construir una balanza hay que introducir en el diseño una sujeción central que determine la horizontalidad del eje como posición de menor energía potencial. Existen diversos métodos y seguramente podrás imaginar muchos una vez te describa uno de ellos:
Imagina que el eje horizontal esta sujeto por dos puntos situados muy cerca del centro, pero no exactamente en el, estos dos puntos son equidistantes del centro del eje. Cuando el eje no esta horizontal, este solo se sostiene sobre la sujeción que esta desplazada hacia el lado más bajo, por lo que la longitud de cada brazo al punto de sijeccion es ligeramante diferente, eso introduce diferencias de palanca que devuelven el eje a su posición central. Si en lugar de colgar, quieres hacer una balanza de apoyo, entonces imagina que el punto de apoyo no es exactamente un punto, sino una pequeña longitud, al inclinar el eje horizaontal, veras que el punto de apoyo se desplaza hacia el lado más bajo y de nuevo tienes palancas desiguales.
El caso de la balanza de roberbal añade un elemento, los platillos están sujetos al eje horizontal, pero ademas, por su diseño, siempre permanecen en posición horizontal mediante un eje inferior que se desliza por un anillo que impide la inclinación de esta. Este diseño introduce una fuerza de reacción entre el anillo y el eje inferior exactamente igual a la fuerza por palanca que el peso ejerce sobre el platillo al no colocarse en su centro exacto, es el mismo caso que si empujas una pared, esta responderá con una fuerza de reacción exactamente igual a la que ejerces contra ella, así que tenemos un diseño en donde la fuerza de palanca por no situar el peso en el centro del platillo se ve compensada exactamente por la fuerza reactiva del anillo sobre el eje inferior que obliga al platillo a mantener la posición horizontal. Anulada esta fuerza, el eje de la balanza solo se ve afectada por el peso y no por su desviación en el eje.
