bilància

bilancia

bilància [(pl. -ce) Der. del lat. bilanx -ancis, comp. di bi- e lanx "piatto" e quindi "strumento a due piatti"] [MTR] [MCC] Il termine, originar. indicante strumenti per la misurazione di masse e pesi, indica attualmente anche altri strumenti per la misurazione di grandezze varie, spec. quelli nei quali abbia parte il peso di un corpo o il momento di tale peso, alcuni dei quali sono ricordati qui di seguito. La b., come strumento per misurare una massa, è costituita, nel suo schema originario (v. fig.) da una leva a bracci uguali (giogo, a) poggiata, nel suo punto di mezzo, su uno spigolo b di un prisma triangolare d'acciaio o di pietra dura (coltello) e alle cui estremità sono sospesi due piatti uguali, in modo che, a piatti vuoti, la b. è in equilibrio, il giogo è orizzontale e un indice c indica lo zero su una scala graduata (per aggiustare l'indicazione servono apposite viti calanti d sulla base); il peso di una massa incognita m posta su un piatto fa inclinare il giogo e per riequilibrare occorre porre sull'altro piatto una massa nota m₀, di solito realizzata mettendo insieme più masse note (i cosiddetti "pesi" della b.); in queste condizioni, dall'equilibrio tra il momento dei pesi delle due masse, con bracci uguali, segue m=m₀ (dal fatto che risultano uguali anche i pesi delle due masse deriva l'uso di dire che la b. misura il peso e che essa effettua pesate: v. forza, misurazione della: II 690 d). Opportuni artifici, noti come metodi di pesata (→ pesata), servono per compensare piccoli difetti costruttivi (per es., una leggera disuguaglianza dei bracci). Le principali caratteristiche sono la portata e la sensibilità, cioè rispettiv., il valore massimo e quello minimo della massa che la b. è in grado di misurare. ◆ [MCF] B. aerodinamica: dispositivo in grado di misurare le forze e i momenti che agiscono su un modello posto in una galleria aerodinamica: v. aerodinamica sperimentale: I 63 c. ◆ [CHF] B. analitica: b. per avere misure di grande accuratezza, quali quelle tipiche dell'analisi chimica quantitativa (da qui la denomin.), ordinariamente sensibile al mg con una portata di un kg; nelle b. di grande precisione ci sono smorzatori ad aria per ridurre l'oscillazione del giogo e si arriva a una sensibilità di ²0.001 mg su una portata massima di ²20 g. I campioni delle pesiere nelle b. di precisione, di solito di alluminio, arrivano fino al mg; ma, più comodamente, i pesi piccoli (fino a 10 mg) si aggiungono disponendo su un regolo graduato solidale al giogo e parallelo a esso, a diverse distanze dal fulcro, fili piegati a forcella, di 10 mg, che hanno il nome di cavalierini di Berzelius. Le b. di piccola portata e di grande sensibilità prendono anche il nome di microbilance. ◆ [MTR] [MCC] B. a sospensione inferiore: nello schema originario, dovuto a G. de Roberval, si presenta come nella fig. 1; gli unici spostamenti compatibili con i vincoli sono le rotazioni delle due leve A₁B₁ (giogo), A₂B₂ (controgiogo) intorno, rispettiv., a O₁ e O₂; i due piatti, su uno dei quali si pone il corpo da pesare, mentre sull'altro si pongono i pesi, non possono che spostarsi parallelamente a sé stessi e l'equilibrio, indicato da un indice, si ha quando i carichi su essi sono uguali. Alla b. di Roberval fu poi preferita la b. di Béranger, schematizzata nella fig. 2, largamente usata nel commercio prima dell'avvento delle b. cosiddette semiautomatiche e automatiche (v. oltre). Condizione necessaria e sufficiente perché i piatti si muovano parallelamente a sé stessi e la pesata sia indipendente dalla posizione dei carichi sui piatti è che sia OA/OB=O'A'/O'B'; si ha l'equilibrio, indicato da due indici, quando i due carichi sono uguali. La portata è dell'ordine di qualche kg; la sensibilità dell'ordine di qualche g. Alla b. a sospensione inferiore o, eventualmente a una combinazione di questa con stadera, può essere ricondotta la bascula. ◆ [MTR] [MCC] B. automatiche e semiautomatiche: sono una combinazione della b. a contrappeso e della b. a sospensione inferiore, con l'aggiunta di dispositivi per una comoda lettura diretta del peso. Nella fig. è lo schema di una b. del genere, di tipo semiautomatico. Una massa eccentrica, solidale con un indice affacciato su un'ampia scala graduata, costituisce una b. a contrappeso ed è collegata, mediante un tirante costituito da un nastro d'acciaio, al giogo di una b. di Roberval modificata; su un piatto di questa si pone il corpo da pesare; il peso del corpo fa deviare l'indice sulla scala. Se il peso è tale da far deflettere l'indice oltre il fondo scala, cioè è maggiore della portata della b., si pone una massa sull'altro piatto: la massa del corpo si ottiene come somma di questa massa e del valore indicato dall'indice. Perché la scala risulti lineare, cioè perché a uguali variazioni di massa corrispondano uguali deflessioni dell'indice su tutta la scala, il braccio di carico, cioè l'estremità della massa eccentrica su cui si adagia il nastro tirante, dev'essere conformato in maniera opportuna. Le b. automatiche sono sostanzialmente simili, salvo che hanno un solo piatto, quello su cui va posto il corpo da pesare. Per rendere più spedita la misurazione, le oscillazioni dell'indice vengono smorzate con adatti smorzatori, generalm. ad aria. ◆ [MTR] [MCC] B. di Béranger: v. sopra: B. a sospensione inferiore. ◆ [MTR] [EMG] B. di corrente: v. oltre: B. elettrodinamica. ◆ [MTR] [EMG] B. di Cotton: strumento per misurare la forza ponderomotrice esercitata da un campo magnetico su un conduttore percorso da corrente elettrica: → Cotton, Aimé-August. ◆ [MTR] [EMG] B. di Coulomb: b. di torsione costruita da C.-A. de Coulomb (←) per misurare forze elettriche fra cariche puntiformi. ◆ [MTR] [EMG] B. di Curie-Chéveneau: tipo di suscettometro magnetico: → Curie, Pierre. ◆ [MTR] [GFS] B. di Eötvös: particolare tipo di b. di torsione per misurare gradienti della gravità e utilizzata anche per porre in evidenza l'equivalenza tra massa inerziale e massa gravitazionale: → Eötvös, Rolánd von. ◆ [MTR] [MCC] B. di Roberval: v. sopra: B. a sospensione inferiore. ◆ [MTR] B. di torsione: strumento per misurare forze di piccolissima intensità, nel quale la misurazione è ricondotta a quella di un momento di torsione. Può essere a sospensione monofilare o bifilare. Nel primo tipo la forza incognita è applicata a un equipaggio mobile sospeso a un filo di torsione, in modo da dar luogo a una rotazione dell'equipaggio; questo si dispone nella posizione cui corrisponde l'equilibrio tra il momento della forza rispetto all'asse della rotazione e il momento della coppia di torsione sviluppata dal filo per reazione elastica, pari al prodotto della costante di torsione del filo per l'angolo di cui l'equipaggio ha rotato (angolo misurato solitamente per via ottica, con il metodo di Poggendorff); noto così l'anzidetto momento della forza, si risale facilmente all'intensità di essa. La b. a sospensione bifilare usa due fili di torsione paralleli, anziché uno soltanto, talché l'equipaggio, nel rotare, s'innalza un poco e la sollecitazione agente è equilibrata, oltre che da reazioni di torsione anche dalla forza peso; la sensibilità risulta minore di quella della b. monofilare, ma in cambio può essere agevolmente variata, per es. variando la distanza tra i due fili. La prima b. di torsione, monofilare, fu realizzata da C.-A. de Coulomb (1785), che se ne servì per le sue fondamentali ricerche sulle azioni elettriche. ◆ [MTR] [EMG] B. elettrodinamica: strumento per la misurazione assoluta di intensità di corrente, detto anche elettrodinamometro assoluto e bilancia di corrente: v. ampere: I 112 e. ◆ [MTR] [EMG] B. elettrostatica: altro nome dell'elettrometro (←) assoluto. ◆ [MTR] [MCC] [GFS] B. gravimetrica: particolare tipo di b. di torsione derivata da quella di Eötvös. ◆ [MTR] [MCF] B. idrostatica, o di Archimede: strumento per determinare la massa volumica ρs di un solido a partire dal suo peso in aria Pa e da quello Pi quando sia immerso in un fluido di massa volumica nota ρl risultando (trascurando la spinta dell'aria): Pi/Pa=1-(ρl/ρs). Si tratta sostanzialmente di una b. ordinaria (v. fig.); equilibrata che sia, si pone il corpo in esame su un piatto, A; i pesi che occorre togliere da A per ristabilire l'equilibrio misurano il peso di C; si toglie C da A e si appende al filo del piatto, in modo che risulti totalmente immerso nel liquido contenuto nel recipiente R; l'equilibrio è turbato a causa della spinta esercitata dal liquido su C e si ristabilisce aggiungendo in A dei pesi, il cui valore è pari alla spinta. ◆ [GFS] B. magnetica: strumento per misurare la componente verticale del campo geomagnetico: v. misurazioni geomagnetiche: IV 38 f.