ميزان الميزان الفولاذي

الميزان ذو الذراعين ، أو الميزان ذو الذراعين، هو ميزان ذو ذراعين مستقيمتين غير متساويتين في الطول. يحتوي على ثقل موازن ينزلق على طول الذراع الأطول لموازنة الحمل وتحديد وزنه. يُعرف الميزان ذو الذراعين أيضًا بالميزان الروماني أو الميزان الروماني .

رافعة فولاذية من القرن التاسع عشر

بناء

جهاز وزن فولاذي من أواخر القرن التاسع عشر. مقتنيات الجمعية التاريخية لولاية مينيسوتا .
ميزان حديد روماني من بومبي

يتألف جهاز الميزان من عارضة توازن معلقة من محور ارتكاز قريب جدًا من أحد طرفي العارضة. يُطلق على جزئي العارضة المحيطين بمحور الارتكاز اسم الذراعين. الذراع الذي يُعلق منه الجسم المراد وزنه (الحمل) قصير ويقع بالقرب من نقطة الارتكاز. أما الذراع الآخر فهو أطول، ومدرج، ويحتوي على ثقل موازن يمكن تحريكه على طول الذراع حتى يتوازن الذراعان حول محور الارتكاز، وعندها يُشير موضع الثقل الموازن إلى وزن الحمل. [ 1 ]

الآلية

يجسد المِقصلة الفولاذية قانون الرافعة ، حيث يكون العزم الكلي حول محور الدوران صفراً عند التوازن.م=Fد{\displaystyle M=Fd}[ 2 ] وزن الجسم المراد وزنه مضروبًا في طول ذراع التوازن القصير المتصل به يساوي وزن الثقل الموازن مضروبًا في المسافة بين الثقل الموازن ونقطة الارتكاز.

تاريخ

بحسب توماس ج. تشوندروس من جامعة باتراس ، ظهر ميزان بسيط ذو ذراع فولاذية وآلية رافعة لأول مرة في الشرق الأدنى القديم منذ أكثر من 5000 عام. [ 3 ] ووفقًا لمارك سكاي من جامعة هارفارد ، كان الميزان الفولاذي مستخدمًا بين الحرفيين اليونانيين في القرنين الخامس والرابع قبل الميلاد، حتى قبل أن يُثبت أرخميدس قانون الرافعة نظريًا. [ 4 ] يُشتق الاسم اللاتيني "statera" من الكلمة اليونانية القديمة στατήρ ( statḗr ). اخترع الميزان الفولاذي الروماني والصيني بشكل مستقل حوالي عام 200 قبل الميلاد. وقد تم اكتشاف موازين فولاذية يعود تاريخها إلى الفترة ما بين عامي 100 و400 ميلادي في بريطانيا العظمى . كما تم استخراج موازين فولاذية ومكوناتها من حطام سفن من العصر البيزنطي في البحر الأبيض المتوسط ​​والبحر الأحمر، مثل حطام سفينة من القرن السابع في ياسي أدا ، تركيا ، وحطام سفينة من منتصف الألفية الأولى في جزيرة أساركا السوداء ، إريتريا. يشير قاموس أكسفورد الإنجليزي إلى أن اسم "steelyard" مشتق من كلمة steel مضاف إليها كلمة yard ، متأثرًا بتلميح إلى Steelyard ، وهي القاعدة التجارية الرئيسية للرابطة الهانزية في لندن في القرن الرابع عشر. [ 5 ]

توازن عربة من القرن الثامن عشر في فاونتينز لين، سوهام

كانت موازين السكك الحديدية الكبيرة (المعروفة باسم موازين عربات السكك الحديدية)، العامة والخاصة على حد سواء، سمة شائعة في المناطق الزراعية في إنجلترا منذ القرن الثامن عشر فصاعدًا. ولا يزال مثال على أحد موازين عربات السكك الحديدية العامة قائمًا في سوهام ، كامبريدجشير ، وآخر في وودبريدج، سوفولك . [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

وظيفة

استُخدمت موازين فولاذية بأحجام مختلفة لوزن أحمال تتراوح أوزانها من الأونصات إلى الأطنان. قد لا يتجاوز طول الميزان الفولاذي الصغير قدمًا واحدة، مما يجعله أداة محمولة سهلة الاستخدام للتجار والباعة لوزن البضائع الصغيرة التي تزن أونصات. كما صُنعت موازين هزازة صغيرة من نوع الميزان الفولاذي لوزن العملات المعدنية وقياسها. [ 9 ] ومن الأمثلة الإنجليزية التي صُنعت حوالي عام 1840، ميزان سيمونز المُحسّن للسيادة، الذي صُمم خصيصًا للسيادات وأنصاف السيادة، وكان يتحقق من قطرها وسُمكها. [ 10 ] وفي حالات أخرى، قد يصل طول الميزان الفولاذي إلى عدة أقدام، ويُستخدم لوزن أكياس الدقيق وغيرها من السلع. أما الموازين الفولاذية الأكبر حجمًا، فكانت تصل إلى ارتفاع ثلاثة طوابق، وتُستخدم لوزن العربات التي تجرها الخيول وهي مُحمّلة بالكامل .

ميزان فولاذي كهرومغناطيسي

يمكن استخدام ميزان ذي ذراع فولاذي لقياس التيار الكهربائي . في عام 1856، أعلن وايلدمان وايت هاوس عن طريقته في استخدام ملفات مغناطيسية ، تمثل الحمل المراد قياسه، في أحد طرفي ميزان ذي ذراع فولاذي. وتم ضبط موضع الوزن المتحرك على الميزان بالطريقة المعتادة لموازنة قوة سحب الملفات. وادعى وايت هاوس أن اختراعه يوفر قراءة أكثر ثباتًا للتيار المار عبر كابلات التلغراف قيد الاختبار مقارنةً بأجهزة الجلفانومتر الشائعة الاستخدام آنذاك. [ 11 ]

المتغيرات الأفقية

بوليصة شحن لشحنة من الحجر الجيري، تم وزنها في ساحة تخزين عربات تابعة لسكك حديد شمال بريطانيا

يتكون ميزان العربة الأفقي، أو ما يُعرف بميزان العربة الفولاذي ، من صفائح مُخددة مثبتة على إطارات محورية لاستقبال عجلات العربة. تُنقل حركة الإطارات إلى ميزان فولاذي تقليدي مثبت على عمود، بواسطة سلسلة أفقية. [ 12 ] في عام 1870، مُنحت شركة سكك حديد شمال بريطانيا براءة اختراع لجهاز مماثل لوزن عربات السكك الحديدية. تُثبت خريطة ورقية مطبوعة خلف ثقل الميزان الفولاذي، الذي يحتوي على دبوس. عند وضع العربة في مكانها، يُضغط الدبوس على الخريطة، مما يوفر تسجيلًا تلقائيًا للوزن. [ 13 ]

النسخة الإسكندنافية

الميزان الفولاذي الاسكندنافي هو نوع من أنواع موازين الوزن، ويتكون من قضيب مثبت في أحد طرفيه وزن ثابت، ونقطة ارتكاز متحركة، ونقطة تثبيت للوزن في الطرف الآخر. بمجرد تثبيت الوزن في طرف القضيب، تُحرك نقطة الارتكاز، والتي غالبًا ما تكون حلقة في نهاية حبل أو سلسلة، حتى يتوازن القضيب. يُعاير القضيب بحيث يمكن قراءة وزن الوزن مباشرةً من موضع نقطة الارتكاز. يُعرف هذا النوع في السويد والدنمارك والنرويج وفنلندا .

انظر أيضاً

مراجع

  1. لوك، جون (1891). الميكانيكا للمبتدئين . المجلد  الأول. لندن: ماكميلان. الصفحات 168-171 . OCLC 437255436 .  
  2. ويول، ويليام (1832). المبادئ الأولى للميكانيكا، مع رسوم توضيحية تاريخية وعملية . كامبريدج، إنجلترا: دايتون. ص 35. OCLC 13469803 .  
  3. بايبتيس، إس. أ.؛ تشيكاريلي، ماركو (2010). عبقرية أرخميدس - 23 قرنًا من التأثير على الرياضيات والعلوم والهندسة: وقائع مؤتمر دولي عُقد في سيراكيوز، إيطاليا، 8-10 يونيو 2010. سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا . ص 416. ISBN  9789048190911.
  4. سيمون، إميلي (11 أكتوبر 2007). "حتى بدون الرياضيات، ابتكر القدماء آلات متطورة" . كلية الآداب والعلوم، جامعة هارفارد. مؤرشف من الأصل في 11 أكتوبر 2007.
  5. "مقياس الفولاذ، رقم 2" . قاموس أكسفورد الإنجليزي ( الطبعة الإلكترونية). مطبعة جامعة أكسفورد. (يشترط الاشتراك أو عضوية المؤسسة المشاركة .)
  6. "ساحة الصلب في فندق النافورة" . هيئة التراث الإنجليزي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 سبتمبر 2016 .
  7. سلايت، جيمس؛ بيرن، روبرت سكوت (1868). "آلات لمنتجات الأرض". في ستيفنز، هنري (محرر). كتاب الأدوات والآلات الزراعية . إدنبرة: بلاكوود. ص 425-428 . OCLC 458892190 .  
  8. فيرهال، ديفيد (2013). سواحل شرق أنجليا : التاريخ، والموانئ، والأنهار، ومصائد الأسماك، والحانات، والهندسة المعمارية . بلومزبري. ص 123. ISBN   9781472903402.
  9. ""ميزان سيمونز المُحسّن" الذي يجمع بين ميزان السيادة والمقياس . مجموعة متحف العلوم . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 يوليو 2026 .
  10. "توازن السيادة المحسّن لسيمونز" . مجموعة متحف العلوم . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 يوليو 2026 .
  11. هانت، بروس ج. (يونيو 1996). "العلماء والمهندسون ووايت هاوس: القياس والمصداقية في بدايات التلغراف بالكابلات". المجلة البريطانية لتاريخ العلوم . 29 (2): 155-169 . doi : 10.1017/S0007087400034208 .
  12. "ميزان الوزن" . الموسوعة الكولومبية . بوفالو، نيويورك: غاريتسون، كوكس وشركاه. 1897. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 ديسمبر 2025 .
  13. "جهاز جديد لوزن العربات" . مجلة أخبار السكك الحديدية ومجلة الأسهم المشتركة . المجلد 14، العدد 242. 23 يوليو 1870. ص 81.