Misure: 38 cm x 18 cm (base)

50cm (altezza)

Materiali: Metallo,legno

La bilancia idrostatica è un dispositivo utilizzato per misurare la massa di un oggetto immergendolo in un fluido, di solito acqua. Si basa sul principio di Archimede, secondo cui un oggetto immerso in un fluido subisce una spinta verso l'alto uguale al peso del volume di fluido spostato. La bilancia idrostatica misura questa spinta per determinare la massa dell'oggetto. Solitamente è composta da una piattaforma per l'oggetto da pesare e da un sistema di misurazione della spinta idrostatica generata dall'oggetto immerso nel fluido.

Il primo “concetto” di bilancia idrostatica si ha con il Carmen de ponderibus et mesuris, scritto intorno al 400 d.C. e attribuito a Remmio Flavino in cui si spiega come misurare quante libbre di oro sono contenute in un oggetto composto in parte d’oro e in parte d’argento.

Si pongono sui due piatti di una bilancia in modo che siano in equilibrio una libbra d’oro e una di argento. Poi si immerge tutto in acqua e si misura la differenza di peso che si viene a creare a causa delle diverse spinte idrostatiche. Supponiamo che la differenza sia 3 dracme*. Se ora sui piatti della bilancia si pongono un oggetto d’oro e argento di cui si vuole scoprire la composizione e un uguale peso in argento essi saranno in equilibrio in aria ma differiranno di 3 dracme per ogni libbra di oro contenuta nell’oggetto se posta in acqua. Dividendo quindi per 3 la differenza di peso misurata in dracme si otterrà il numero di libbre di oro contenute nell’oggetto. * La dracma, prima di indicare una moneta, era una unità di peso.

La bilancia idrostatica viene peró descritta formalmente per la prima volta nel 1586 da Galileo Galilei nel trattato “La bilancetta” , in cui l’appena ventiduenne Galileo, in attesa dell’incarico come insegnante all’università di Pisa, perfezionó il modello di Archimede. Fu ideata peró solo nel 1609 e serviva per dimostrare il principio di Archimede secondo il quale un corpo in un liquido riceve dal basso una spinta verso l’alto uguale al peso del volume del liquido spostato. Principio d’archimede:

Fa = -plgV

pl = densità fluido g = accelerazione di gravità V = volume fluido

ESEMPI DI BILANCE IDROSTATICHE

Bilancia di Mohr
La bilancia di Mohr è un tipo particolare di bilancia idrostatica, in grado di calcolare con un unico passaggio la densità relativa di un liquido rispetto ad un liquido di riferimento ( generalmente l’acqua) che è uguale al rapporto fra le densità assolute dei due liquidi.

Ogni bilancia ha un cilindro in vetro con termometro come immersore. Quando il cilindro è in aria, è equilibrato dal contrappeso; se immerso in un liquido, la spinta di Archimede causa uno squilibrio. I cavalieri sul braccio permettono di ristabilire l'equilibrio, con posizioni specifiche per liquidi più o meno densi dell'acqua. La lettura delle posizioni dei

cavalieri fornisce le cifre decimali per esprimere la densità del fluido.

Bilance idrostatiche automatizzate
Con l'uso di controlli computerizzati, sensori avanzati e algoritmi intelligenti, le bilance idrostatiche moderne offrono un livello di automazione che consente analisi rapide e riproducibili. Questa bilancia è completamente automatica e motorizzata con motorino per alzare e abbassare il pescante ed elettrovalvole automatiche. Ha un segnale luminoso in fase di scarico del liquido.

Autori:
Cesare Gargani, Pietro Puccini