天平的原理

　　天平的发明很早。在埃及尼罗河三角洲盛产一种水生植物，很像我国多水地区生长的芦苇，将其茎逐层剥离撕成薄片，可以写字，这种东西叫做纸草。许多欧洲国家的文字中的纸就是从纸草的拉丁文演变而来的。用纸草写成的书是纸草书，它成为古代埃及重要的历史文献。我们如今知道的古埃及的情况，特别是科学技术的历史发展情况，很多都是来源于纸草书上的记载。当然，纸草书上的文字不是现代文字，而是一种象形文字，经过很多专家的研究才读懂了那种文字。据纸草书的记载，早在公元前1500多年，埃及人就已经使用天平了，还有人说，这一时间还要早，大约在公元前5000年以前。古埃及的天平虽然做的很粗糙，但是已经有了现代天平的轮廓，成为现代天平的雏型。

　　这种天平是用一根竖棍中间钻个孔，横穿一根棍儿，在棍的两端各用绳子挂上一个盘子。这种天平使用了很长时间，直到大约公元前500年，罗马的“杆称”才出现，杆称靠移动称砣的位置来保持与被称物品重量的平衡，实际上是将天平的一端（放砝码端）由固定式变成活动式，其好处是只要配上一个称砣就可以了，而天平的砝码要好几个。杆称也是用绳子吊一个盘子，再用绳子吊一个称砣，除一端可活动外，基本形式与天平相同。

　　人们在使用天平和杆称过程中，感到用绳子吊一个盘子是一件很麻烦的事，使用起来很不方便。于是，有人

　　想去掉这讨厌的绳子，17世纪中叶，法国数学家洛贝尔巴尔发明了摆动托盘天平，托盘天平的发明被认为是对古老的吊式天平的重大改进，至今，托盘天平仍在被广泛使用。下比17世纪的托盘天平有了很大改进。天平横梁，两端各支撑一个称盘2。这两部分构成了托盘天平的骨架，体现了托盘天平的基本设计原理，当横梁1平衡时，力矩相等，F1L1=F2L2，F1=m1g， F2=m2g，L1=L2，∴m1gL1=m2gL2，m1=m2，这就是说，由已知砝码的质量可知被称量物的质量。6为指针，7是刻度盘，指针正对准刻度盘中心表示两端达到平衡，4为游码标尺，8是游码，5是调零螺母。与天平配套的还有砝码。

　　应当指出，托盘天平的发明并没有使吊式天平退出历史舞台，相反，吊式天平不仅为人们继续使用，特别是科学家们仍继续使用着，而且在使用中不断改进，现代广泛应用的精密天平大都是吊式的，而托盘天平在日常生产和生活中用的较多，在科学实验中大多在精确性要求不太高的称量中使用。